一种容性无功补偿方法和系统与流程

文档序号:14359444阅读:1257来源:国知局

本发明涉及无功补偿技术领域,更具体地说,涉及一种容性无功补偿方法和系统。



背景技术:

逆变器输出滤波器用于滤除逆变器输出电压中含有的高频信号,获得较为干净的正弦波并送入电网。

逆变器输出滤波器中的滤波电容,又称逆变器输出滤波电容,会在逆变器并网运行过程中产生相应的容性无功,如果不对这部分容性无功进行补偿,就会使并网电流控制产生相位偏差,影响电网的电能质量。因此,有必要准确获取这部分容性无功的大小,即准确获取逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值,进而对所述容性无功进行精确补偿。

现有技术是根据公式irms=2π×f×c×urms计算得到容性电流值irms,式中:f表示电网频率,c表示电容规格书上标定的容值,urms表示电网电压。但由于电容本身的容值误差就达到10%以上,并且随着电容长时间的老化运行,其容值会进一步衰减,如果始终按照电容规格书上标定的容值来计算irms的话,则irms计算精度较低,进而造成容性无功补偿精度低。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供一种容性无功补偿方法和系统,以实现准确补偿逆变器输出滤波电容上产生的容性无功。

一种容性无功补偿方法,包括:

判断逆变器是否满足并网条件;

如果逆变器满足并网条件,控制逆变器输出与当前的电网电压同幅值同频率的逆变电压;

测量所述逆变电压在逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值,之后控制逆变器并网;

在逆变器并网后,在逆变器无功电流环给定值上叠加与所述容性电流值同幅值同频率的感性电流值,作为新的逆变器无功电流环给定值,以进行容性无功补偿。

其中,所述判断逆变器是否满足并网条件,包括:

判断逆变器母线电压是否达到设定值;

如果逆变器母线电压达到设定值,判定逆变器满足并网条件。

可选的,所述判断逆变器母线电压是否达到设定值后,还包括:如果逆变器母线电压低于设定值,通过设置在逆变器的逆变单元前级的boost电路来抬高逆变器母线电压。

可选的,所述判断逆变器母线电压是否达到设定值后,还包括:如果逆变器母线电压低于设定值,通过母线缓冲充电回路来抬高逆变器母线电压。

一种容性无功补偿系统,包括:

判断单元,用于判断逆变器是否满足并网条件;

电压控制单元,用于在逆变器满足并网条件时,控制逆变器输出与当前的电网电压同幅值同频率的逆变电压;

电流采样单元,用于测量所述逆变电压在逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值;

无功控制单元,用于控制逆变器并网,在逆变器并网后,在逆变器无功电流环给定值上叠加与所述容性电流值同幅值同频率的感性电流值,作为新的逆变器无功电流环给定值,以进行容性无功补偿。

其中,所述判断单元具体用于判断逆变器母线电压是否达到设定值,如果逆变器母线电压达到设定值,判定逆变器满足并网条件。

可选的,所述容性无功补偿系统还包括第一升压电压,用于在逆变器母线电压低于设定值时,通过设置在逆变器的逆变单元前级的boost电路来抬高逆变器母线电压。

可选的,所述容性无功补偿系统还包括第二升压电压,用于在逆变器母线电压低于设定值时,通过母线缓冲充电回路来抬高逆变器母线电压。

从上述的技术方案可以看出,由于逆变器并网前,逆变器不输出电流,也不存在电网倒灌电流的情况,此时在逆变器输出侧只有因逆变电压作用在滤波电容上产生的容性电流流动,所以本发明可以在逆变器并网前测量得到精确的容性电流值,进而在逆变器并网后,根据该容性电流值准确补偿逆变器输出滤波电容上产生的容性无功。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种容性无功补偿方法流程图;

图2为一种三相三电平并网发电系统结构示意图;

图3为本发明实施例公开的一种容性无功补偿系统结构示意图;

图4为本发明实施例公开的又一种容性无功补偿系统结构示意图;

图5为本发明实施例公开的又一种容性无功补偿系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

参见图1,本发明实施例公开了一种容性无功补偿方法,包括:

步骤s01:判断逆变器是否满足并网条件,如果逆变器满足并网条件,进入步骤s02,否则返回步骤s01。

具体的,本发明实施例应用于并网发电系统。在所述并网发电系统中,逆变器输出滤波器安装在逆变器的输出侧,用于滤除逆变器输出电压中含有的高频信号,获得较为干净的正弦波并送入电网。其中,所述逆变器可以是三电平逆变器,也可以是两电平逆变器;所述并网发电系统可以是单相系统,也可以是三相系统;所述逆变器输出滤波器中的滤波电容可以是相相之间连接的滤波电容,也可以是连接到母线中点的滤波电容。

以图2为例,图2示出了一种三相三电平并网发电系统,逆变器输出滤波器中的元器件包括滤波电抗和滤波电容,其中l1、l2、l3是滤波电抗,c1'、c2'、c3'是相相之间连接的滤波电容,c1、c2、c3是连接到母线中点的滤波电容,断路开关s用于将逆变器输出滤波器和电网隔离开。

本发明实施例是在逆变器并网前(即断路开关s断开的条件下)准确获取逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值。而在逆变器并网前,有必要检验逆变器是否满足并网条件,检验内容包括:判断逆变器母线电压是否达到设定值,如果逆变器母线电压达到设定值,判定逆变器满足并网条件。

如果经过检验发现逆变器母线电压低于设定值,则可以通过在逆变器的逆变单元前级增加boost电路或者增加母线缓冲充电回路等来抬高逆变器母线电压。

步骤s02:控制逆变器输出与当前的电网电压同幅值同频率的逆变电压,之后进入步骤s03。

具体的,由于逆变器满足并网条件,所以逆变器母线电压必然达到了要求的电压阈值,足以保证逆变器输出与电网电压同幅值同频率的逆变电压。

步骤s03:测量所述逆变电压在逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值,之后进入步骤s04。

具体的,逆变器输出与电网电压同幅值同频率的逆变电压后,所述逆变电压会在所有滤波电容上产生容性电流,此时通过电流传感器可以直接测量得到总的容性电流值。

由于逆变器并网前,逆变器不输出电流,也不存在电网倒灌电流的情况,在逆变器输出侧只有因逆变电压作用在滤波电容上产生的容性电流流动,所以本发明实施例可以实时测量得到精确的容性电流值。

步骤s04:控制逆变器并网,之后进入步骤s05。

步骤s05:在逆变器无功电流环给定值上叠加与所述容性电流值同幅值同频率的感性电流值,作为新的逆变器无功电流环给定值,以进行容性无功补偿。

具体的,在准确测量到容性电流值后,控制断路开关s闭合,使逆变器并网运行。逆变器并网运行过程中,需根据测量到的容性电流值,在当前的逆变器无功电流环给定值上叠加相应的感性电流值作为新的逆变器无功电流环给定值,以进行容性无功补偿;即,在原来的无功控制基础上叠加与所述容性电流值同幅值同频率的感性电流,从而由感性无功去补偿滤波电容在逆变器并网运行过程中产生的容性无功,以避免并网电流控制产生相位偏差而影响电网的电能质量。相较于现有技术,本申请能够准确测量到容性电流值,实现了准确补偿逆变器输出滤波电容上产生的容性无功。

参见图3,本发明实施例还公开了一种容性无功补偿系统,包括:

判断单元100,用于判断逆变器是否满足并网条件;

电压控制单元200,用于在逆变器满足并网条件时,控制逆变器输出与当前的电网电压同幅值同频率的逆变电压;

电流采样单元300,用于测量所述逆变电压在逆变器输出滤波电容上产生的容性电流值;

无功控制单元400,用于控制逆变器并网,在逆变器并网后,根据所述容性电流值,在当前的逆变器无功电流环给定值上叠加相应的感性电流值作为新的逆变器无功电流环给定值,以进行容性无功补偿。

其中,判断单元100具体用于判断逆变器母线电压是否达到设定值,如果逆变器母线电压达到设定值,判定逆变器满足并网条件。

可选的,参见图4,所述容性无功补偿系统还包括第一升压电压500,用于在逆变器母线电压低于设定值时,通过设置在逆变器的逆变单元前级的boost电路来抬高逆变器母线电压。

可选的,参见图5,所述容性无功补偿系统还包括第二升压电压600,用于在逆变器母线电压低于设定值时,通过母线缓冲充电回路来抬高逆变器母线电压。

综上所述,由于逆变器并网前,逆变器不输出电流,也不存在电网倒灌电流的情况,此时在逆变器输出侧只有因逆变电压作用在滤波电容上产生的容性电流流动,所以本发明可以在逆变器并网前测量得到精确的容性电流值,进而在逆变器并网后,根据该容性电流值准确补偿逆变器输出滤波电容上产生的容性无功。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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