一种应用于微电网逆变装置的相序识别及自调整方法与流程

本发明涉及微电网领域，具体涉及一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法。

背景技术：

微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置以及监控保护装置有机整合在一起的小型发配电系统，凭借微电网的运行控制和能量管理等关键技术，可以实现其并网或孤岛运行、降低间歇性分布式电源给配电网带来的不利影响，最大限度地利用分布式电源出力，提高供电可靠性和电能质量。将分布式电源以微电网的形式接入配电网，被普遍认为是利用分布式电源有效的方式之一。

微电网具有并网和孤岛运行双重特性，往往由于现场情况的复杂性以及安装工人操作的不规范性，在微电网并网模式下，往往很容易将电网三相电的相序连接错误，导致逆变装置无法启机并网发电，造成严重的经济损失；在微电网离网模式下，多台逆变装置离网并联供电时，也很难保证多台逆变装置的输出线序接线正确，如果任意两台逆变装置相序接线错误，逆变装置间会产生很大的环流，导致逆变装置损坏，甚至导致火灾等严重情况。

目前的相序检测方法多用于电机驱动和光伏并网逆变器的相序检测中，没有考虑到针对微电网并网和孤岛运行的双重特性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是研究一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法，解决了微电网中并网发电和离网并联运行时相序接错导致的逆变装置无法启机或设备损坏的问题。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法。本发明提供一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法，该方法主要包括采样模块、识别模块、自调整模块、逆变模块和三相交流源五部分，该方法不仅可以用于微电网逆变装置的并网发电检测，也可以应用到微电网逆变装置的离网并联供电。

其中的逆变模块可以采用全桥逆变、三相桥式逆变、三电平逆变、五电平逆变以及单元串联多电平逆变等多种逆变电路形式。

三相交流源可以为低压配电网，也可以为其他的微电网逆变发电装置。

三相交流源可以采用三相三线制、三相四线制、三相五线制等多种接线方式。

采样模块是对三相交流源瞬时电压矢量进行实时采集，采取对电压上升沿或下降沿进行采样的方法，对连续2个及以上的采样点进行采样，减小偶然性，防止误判。

识别模块是对采样模块采样到的三相电压的相序进行计算，具体计算方法包括以下几个步骤：

步骤一：通过采样模块得到数据ua、ub、uc分别为a、b、c三相的电压值。

步骤二：对ua、ub、uc进行比较：若对a相采样，则判断采样时刻是否ub>uc；若对b相采样，则判断采样时刻是否uc>ua；若对c相进行采样，则判断采样时刻是否ua>ub。

步骤三：若上述判断成立，则说明采样的三相交流电为正序；若上述判断不成立，则说明采样的三相交流电为反序。

自调整模块根据识别模块的计算结果对相序进行自动纠正并发出控制信号至逆变模块，从而实现三相逆变正确输出。具体调整方法为：若识别模块判断结果为正序，自调整模块发出指令到逆变模块，三相逆变直接输出；若识别模块判断结果为反序，自调整模块控制切换b、c两相后，三相逆变再输出。

与现有的方法进行比较，本方法的优势在于：

1.本方法包含的相序检测方法原理更为简单，更好实现；当检测到电压为正序时发出指令直接并网，当检测到电压为反序时可以自动调整后再并网。

2.本方法不仅可以用于微电网逆变装置的并网发电检测，也可以应用到微电网逆变装置的离网并联发电等许多方面。

附图说明

图1为此方法的功能模块示意图；

其中，（1）为逆变模块，（2）为三相交流源，（3）为采样模块，（4）为识别模块，（5）为自调整模块

图2为三相交流源正序波形图；

图3为三相交流源反序波形图；

图4为识别模块检测判断流程图；

图5为多个微电网逆变装置的离网并联示意图；

图6为三相全桥逆变电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，以使本发明更易懂，更容易被应用到实际应用中。

本发明提供了一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法，可用于微电网逆变装置的并网发电检测，也可以应用到微电网逆变装置的离网并联发电。本发明相较于其他识别方法更简单易行。本发明不需要复杂的算法和外部设备，缩减了成本。本发明基于对三相交流电上升沿或下降沿电压进行采样，通过对采样到的电压值进行比较来判断相序。

如图1所示，采样模块对三相交流源的电压进行采样，并将采样得到的数据传送至识别模块。

识别模块的判断过程如下：

步骤一：通过采样模块得到数据ua、ub、uc分别为a、b、c三相的电压值。

步骤二：对ua、ub、uc进行比较：若对a相采样，则判断采样时刻是否ub>uc；若对b相采样，则判断采样时刻是否uc>ua；若对c相进行采样，则判断采样时刻是否ua>ub。

步骤三：若上述判断成立，则说明采样的三相交流电为正序；若上述判断不成立，则说明采样的三相交流电为反序。

如图2、图3所示，以a相为例，当a相处于下降沿时采样：在图2中，ub>uc，此时为正序；在图3中，ub<uc，此时为反序。

同理，当b相、c相处于下降沿时，可以得出uc>ua为正序，ua>ub为正序，反之则为反序。由此判断出此三相交流电的相序。

识别模块将识别结果信息传送到自调整模块，自调整模块根据此结果对相序进行纠正。如图6所示，图6为三相桥式逆变电路的主电路，uc为载波，三相调制信号uru、urv、urw相位依次相差120°，u、v、w为逆变模块的三相输出，相位依次相差120°，分别对应三相交流源的a、b、c三相。还以a相为例，当识别模块检测到为正序时，则自调整模块发出控制信号，控制u、v、w以当前相序直接并网；当识别模块检测到为反序时，则自调整模块控制逆变模块切换v和w两相相位，使w相反超v相120°，再并入三相交流源。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法，该方法主要包括采样模块、识别模块、自调整模块、逆变模块和三相交流源五部分，该方法通过采样模块实时采集三相交流源瞬时电压矢量，识别模块根据三相交流源瞬时电压矢量计算三相电压相序，自调整模块自动纠正时序并发出控制信号至逆变模块来实现三相逆变正确输出，本发明提供了一种应用于微电网多功能逆变装置的相序识别及自调整方法，该方法相较于其他方法原理更简单，无需复杂的变换更易实现，检测迅速，稳定可靠，该方法不仅可以用于微电网逆变装置的并网发电检测，也可以应用到微电网逆变装置的离网并联供电。

技术研发人员：万腾飞;牟英峰;马慧敏
受保护的技术使用者：无锡美凯能源科技有限公司
技术研发日：2018.02.09
技术公布日：2019.08.16