逆变器并网吸合角计算方法、逆变器并网吸合控制方法与流程

本发明涉及逆变控制，尤其涉及逆变并网控制，具体涉及一种逆变器并网吸合角计算方法、逆变器并网吸合控制方法。

背景技术：

1、在新能源并网发电系统中，逆变器执行能量转换的任务。在逆变器内部，逆变器输出与电网之间通常有继电器、接触器等开关，闭合该开关，即完成交流合闸，实现并网。逆变器在并网时，若交流继电器在跨接电压过大时闭合，易产生共模冲击。常用解决共模冲击的技术手段有：①采样得到逆变器的交流输出端口与电网侧之间的跨接电压，计算跨接电压绝对值最小值，当跨接电压处于最小值时实现并网，通过降低共模电压以减少共模电流。②在逆变器交流输出端口与电网侧之间串联电阻，并网后该电阻被常闭继电器短路，并网时常闭继电器打开，通过增加线路阻抗以减少共模电流。③分别在直流母线正极与地、负极与地间串联电阻，电阻两端并联继电器，并网时通过切换继电器状态改变正极对地、负极对地的阻抗，通过降低逆变器系统的中性点与大地间的压差以减少共模电流。上述方案都是为了实现在最小跨接电压状态下吸合并网继电器，从而减少共模电流，但就算在跨接电压足够小时吸合，由于计算机离散化控制的特点，不一定能在当前计算周期内读取到的采样电压落在最佳吸合电压范围内，因此错过吸合时机。

技术实现思路

1、本发明的一个主要目的在于克服上述的至少一种缺陷，是要提供一种逆变器并网吸合角计算方法、逆变器并网吸合控制方法，其可选取逆变器的最佳并网吸合时机，并且有效减小共模冲击。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供了一种逆变器并网吸合角计算方法，其包括如下工作步骤：

4、采集逆变器的跨接电压，并确定最小跨接电压，根据最小跨接电压确定并网继电器吸合的最佳并网角度；

5、根据所述最佳并网角度以及进行周期检测的延迟角确认吸合角阈值范围。

6、根据本发明的其中一个实施方式，确定所述最佳并网角度在逆变器输出电压的工作周期内的分布情况，结合逆变器的单周期检测的延迟角计算确定吸合角下限阈值与吸合角上限阈值。

7、根据本发明的其中一个实施方式，所述逆变器输出电压的工作周期为0～2π，根据所述最佳并网角度w在逆变器输出电压的工作周期内的分布，结合所述延迟角α可区分为以下三种状况：0≤w≤(2π-2α)、(2π-2α)＜w＜(2π-α)、(2π-α)≤w＜2π，在这三种状况下分别对所述吸合角下限阈值与吸合角上限阈值进行确定。

8、根据本发明的其中一个实施方式，当所述最佳并网角度w位于0≤w≤(2π-2α)时，所述吸合角下限阈值等于所述最佳并网角度w，所述吸合角上限阈值等于所述最佳并网角度w加上两倍的延迟角。

9、根据本发明的其中一个实施方式，当所述最佳并网角度w位于(2π-2α)＜w＜(2π-α)时，所述吸合角下限阈值等于所述最佳并网角度w减去两倍的延迟角，所述吸合角上限阈值等于2π。

10、根据本发明的其中一个实施方式，当所述最佳并网角度w位于(2π-α)≤w＜2π时，所述吸合角下限阈值等于0，所述吸合角上限阈值等于2α。

11、根据本发明的其中一个实施方式，所述延迟角α根据检测周期t与电网的工作周期t来确定：

12、α＝(t/t)*2π。

13、根据本发明的其中一个实施方式，所述逆变器的跨接电压为所述逆变器的交流输出端口与电网的交流开关之间的电压，所述最小跨接电压为合闸前一时间段内的跨接电压的最小值。

14、根据本发明的其中一个实施方式，通过锁相环方式将所述最小跨接电压转化为所述并网继电器吸合的所述最佳并网角度。

15、特别地，本发明还提供了一种逆变器并网吸合控制方法，其根据如上所述的逆变器并网吸合角计算方法计算吸合角阈值范围，在接收到合闸指令后，方法在首次达到所述吸合角阈值范围时控制并网继电器吸合实现并网。

16、与现有技术相比较，本发明专利申请的逆变器并网吸合角计算方法、逆变器并网吸合控制方法的优点及有益效果在于：

17、本申请的逆变器并网吸合角计算方法，其在进行最佳并网角度的计算后，比较确定最佳并网角度在逆变器输出电压的工作周期内的位置，再结合延迟角来保证确定出的吸合角阈值范围内能够对并网继电器稳定吸合，避免错过吸合时机。同时，针对最佳并网角度在极限相位(2π)附近时进行范围转换，延后吸合，且也保证充足的检测裕量，能够保证并网吸合稳定。如此，可以有效保障逆变器并网吸合稳定，避免共模冲击。

技术特征：

1.一种逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，包括如下工作步骤：

2.根据权利要求1所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，确定所述最佳并网角度在逆变器输出电压的工作周期内的分布情况，结合逆变器的单周期检测的延迟角计算确定吸合角下限阈值与吸合角上限阈值。

3.根据权利要求2所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，所述逆变器输出电压的工作周期为0～2π，根据所述最佳并网角度w在逆变器输出电压的工作周期内的分布，结合所述延迟角α可区分为以下三种状况：0≤w≤(2π-2α)、(2π-2α)＜w＜(2π-α)、(2π-α)≤w＜2π，在这三种状况下分别对所述吸合角下限阈值与吸合角上限阈值进行确定。

4.根据权利要求3所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，当所述最佳并网角度w位于0≤w≤(2π-2α)时，所述吸合角下限阈值等于所述最佳并网角度w，所述吸合角上限阈值等于所述最佳并网角度w加上两倍的延迟角。

5.根据权利要求3所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，当所述最佳并网角度w位于(2π-2α)＜w＜(2π-α)时，所述吸合角下限阈值等于所述最佳并网角度w减去两倍的延迟角，所述吸合角上限阈值等于2π。

6.根据权利要求3所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，当所述最佳并网角度w位于(2π-α)≤w＜2π时，所述吸合角下限阈值等于0，所述吸合角上限阈值等于2α。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，所述延迟角α根据检测周期t与电网的工作周期t来确定：

8.根据权利要求1所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，所述逆变器的跨接电压为所述逆变器的交流输出端口与电网的交流开关之间的电压，所述最小跨接电压为合闸前一时间段内的跨接电压的最小值。

9.根据权利要求8所述的逆变器并网吸合角计算方法，其特征在于，通过锁相环方式将所述最小跨接电压转化为所述并网继电器吸合的所述最佳并网角度。

10.一种逆变器并网吸合控制方法，其特征在于，根据如权利要求1至9中任一项所述的逆变器并网吸合角计算方法计算吸合角阈值范围，在接收到合闸指令后，方法在首次达到所述吸合角阈值范围时控制并网继电器吸合实现并网。

技术总结
本发明涉及一种逆变器并网吸合角计算方法、逆变器并网吸合控制方法，其中，通过采集逆变器的跨接电压，并确定最小跨接电压，根据最小跨接电压确定并网继电器吸合的最佳并网角度，确定所述最佳并网角度在逆变器输出电压的工作周期内的分布情况，结合逆变器的单周期检测的延迟角计算确定吸合角下限阈值与吸合角上限阈值，最终确认出吸合角阈值范围，在吸合角阈值范围控制进行并网吸合的动作。本申请可实现选取逆变器的最佳并网吸合时机，并且有效减小共模冲击，保障逆变器并网吸合的稳定性。

技术研发人员：王建新,郑兴建
受保护的技术使用者：上海思格源智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10