一种抑制变压器磁饱和的方法以及功率变换装置与流程

本技术实施例涉及电力，并且更具体地，涉及一种抑制变压器磁饱和的方法以及功率变换装置。

背景技术：

1、新能源发电系统可以利用太阳能、储能系统等产生直流电，然后通过功率变换装置(例如，逆变器)将直流电转换为交流电后，将交流电输出到电网以供电网使用。对应功率变换装置而言，交流并网端除了可以接用电负载之外，还可以接具有升压功能的变压器。如果变压器的高压侧与电网断开，则功率变换装置、用电负载和变压器低压侧之间会形成孤岛效应，孤岛效应极易给电力检修人员及用电设备带来安全隐患，因此功率变换装置配备了防孤岛功能。在孤岛状态下，功率变换装置交流侧的过流问题是影响功率变换装置安全运行的主要因素，而变压器磁饱和时很容易造成功率变换装置的输出电流过流，因此如何在孤岛状态下抑制变压器磁饱和成为了当前亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、本技术实施了一种抑制变压器磁饱和的方法以及功率变换装置，功率变换装置可以获取功率变换装置输出端口的电压和频率，并根据电压与频率的比值n判断变压器是否发生磁饱和以控制其处于p&q工作模式或v/f工作模式，能够使得变压器工作在正常工况，脱离磁饱和运行工况，能够有效的避免因磁饱和而发生大电流现象。

2、第一方面，提供了一种功率变换装置，该功率变换装置包括控制器和功率变换电路；该功率变换电路用于将直流电转换为交流电，该功率变换电路的输入端口用于连接直流源，该功率变换电路的输出端口通过变压器与电网连接；该控制器用于，获取该功率变换电路的输出端口的电压和频率，根据该电压与频率的比值n，控制该功率变换装置切换至p&q工作模式或v/f工作模式，该p&q工作模式为恒功率工作模式，用于控制该功率变换装置的输出端口的有功功率和无功功率，该v/f工作模式为恒电压恒频率工作模式，用于控制该功率变换装置的输出端口的电压和频率。

3、本技术实施例中，控制器通过获取功率变换装置的输出端口的电压和频率，可以计算得到电压与频率的比值n，并根据n控制功率变换装置的工作模式，使得变压器工作在正常工况，脱离磁饱和运行工况，从而能够有效的避免因变压器磁饱和产生的大电流对于功率变换装置的冲击。

4、结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，该控制器具体用于，响应于满足触发条件，控制该功率变换装置切换至该v/f工作模式以将该电压与该频率的比值n调整至小于或等于第一阈值，该触发条件包括该电压与该频率的比值n大于第二阈值，该第二阈值大于或等于第一阈值。

5、结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，在该电压与该频率的比值n小于或等于该第一阈值时，该频率的值为l，该控制器还用于，在第一时间点将该频率的值调整为q，该q＞该l且该q大于该电网的额定频率；在第二时间点检测该频率，其中该第二时间点对应的该频率的值为m；响应于该m与该l的差值大于该第三阈值，进行短时封波处理或关机处理；响应于该m与该l的差值小于或等于该第三阈值，控制该功率变换装置切换至p&q工作模式。

6、本技术实施例中，可以在将电压与频率的比值n调整至小于或等于第一阈值后，向上调整频率以确定电网是否掉电，在确定造成电压与频率的比值n大于第二阈值的原因是电网掉电后，进行短时封波处理或关机处理，能够消除因电网扰动引起的电压与频率的比值n大于第二阈值的误判。

7、结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，该控制器具体用于：响应于该m与该l的差值大于该第三阈值，进行短时封波处理；该控制器还用于，响应于在进行短时封波处理时检测到该电压为0，进行关机处理。

8、本技术实施例中，通过向上调整频率确定电网掉电后进行短时封波处理，在短时封波处理时通过检测电压是否为0来进一步判断电网是否掉电，可以更加精确的判定电网是否掉电。

9、结合第一方面的第一种至第三种实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，在该电压与该频率的比值n大于该第二阈值时，该频率的值为o，该控制器还用于，对该频率进行低通滤波处理，其中经过低通滤波处理后的该频率的值为p，该触发条件还包括该o与该p的差值的绝对值大于第三阈值。

10、本技术实施例中，为了避免功率变换装置在高电压穿越的状态下进行封波处理或关机处理，在触发条件中引入了o与p的差值大于第三阈值来判断功率变换装置是否处于高电压穿越状态，从而可以避免高电压穿越与封波关机处理的冲突。

11、结合第一方面的第一种至第四种实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，该触发条件还包括该触发条件的持续时长大于或等于第四阈值。

12、结合第一方面的第一种至第五种实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，该功率变换装置为三相逆变器，该控制器具体用于：获取该三相逆变器的输出端口的三个线电压；对该三个线电压进行锁相环处理以获取该电压和该频率。

13、结合第一方面的第一种至第六种实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，该功率变换装置还包括至少一路带最大功率追踪能力的电路，该至少一路带最大功率追踪能力的电路用于连接多个光伏组件，并用于调整该多个光伏组件的输出电压，以在正常工作时跟踪该多个光伏组件的最大功率工作点，该至少一路带最大功率追踪能力的电路的输出端与该功率变换电路的输入端相连。

14、第二方面，提供了一种抑制变压器磁饱和的方法，该方法应用于功率变换装置，该方法包括：获取该功率变换装置的输出端口的电压和频率；根据该电压与频率的比值n，控制该功率变换装置切换至p&q工作模式或v/f工作模式，该p&q工作模式为恒功率工作模式，用于控制该功率变换装置的输出端口的有功功率和无功功率，该v/f工作模式为恒电压恒频率工作模式，用于控制该功率变换装置的输出端口的电压和频率。

15、本技术实施例中，功率变换装置通过获取功率变换装置的输出端口的电压和频率，可以计算得到电压与频率的比值n，并根据n控制功率变换装置的工作模式，使得变压器工作在正常工况，脱离磁饱和运行工况，从而能够有效的避免因变压器磁饱和产生的大电流对于功率变换装置的冲击。

16、结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，该根据该电压与频率的比值n，控制该功率变换装置处于p&q工作模式或v/f工作模式，包括：响应于满足触发条件，控制该功率变换装置切换至该v/f工作模式以将该电压与频率的比值n调整至小于或等于第一阈值，该触发条件包括该电压与频率的比值n大于第二阈值，该第二阈值大于或等于该第一阈值。

17、结合第二方面的第一种实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，在该电压与频率的比值n小于或等于该第一阈值时，该频率的值为l，该方法还包括：在第一时间点将该频率的值调整为q，该q＞该l且该q大于该电网的额定频率；在第二时间点检测该频率，其中该第二时间点对应的该频率的值为m；响应于该m与该l的差值大于该第三阈值，进行短时封波处理或关机处理；响应于该m与该l的差值小于或等于该第三阈值，则控制该功率变换装置切换至p&q工作模式。

18、本技术实施例中，可以在将电压与频率的比值n调整至小于或等于第一阈值后，向上调整频率以确定电网是否掉电，在确定造成电压与频率的比值n大于第二阈值的原因是电网掉电后，进行短时封波处理或关机处理，能够消除因电网扰动引起的电压与频率的比值n大于第二阈值的误判。

19、结合第二方面的第二种实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，响应于该m与该l的差值大于该第三阈值，进行短时封波处理或关机处理，包括：响应于该m与该l的差值大于该第三阈值，进行短时封波处理；该方法还包括：响应于在进行短时封波处理时检测到该电压变为0，进行关机处理。

20、本技术实施例中，通过向上调整频率确定电网掉电后进行短时封波处理，在短时封波处理时通过检测电压是否为0来进一步判断电网是否掉电，可以更加精确的判定电网是否掉电。

21、结合第二方面的第一种至第三种实现方式，在第二方面的第四种实现方式中，在该电压与频率的比值n大于该第二阈值时，该频率的值为o，该方法还包括：对该频率进行低通滤波处理，其中经过低通滤波处理后的该频率的值为p，该触发条件还包括该o与该p的差值的绝对值大于第三阈值。

22、本技术实施例中，为了避免功率变换装置在高电压穿越的状态下进行封波处理或关机处理，在触发条件中引入了o与p的差值大于第三阈值来判断功率变换装置是否处于高电压穿越状态，从而可以避免高电压穿越与封波关机处理的冲突。

23、结合第二方面的第一种至第四种实现方式，在第二方面的第五种实现方式中，该触发条件还包括该触发条件的持续时长大于或等于第四阈值。

24、第三方面，提供了一种电力系统，该电力系统包括直流源、电网以及如第一方面及第一方面中任一种实现方式中的功率变换装置，其中该直流源与该功率变换装置的输入端口连接，该功率变换装置的输入端口与该电网连接，该直流源用于产生直流电，该功率变换装置用于对该直流电转换为交流电，并将得到的交流电输入到该电网。