一种微网变流器离网转并网的锁相方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微网逆变器控制领域，尤其涉及一种微网变流器在离网转并网时平滑切换的锁相方法。
【背景技术】
[0002]随着世界能源危机与环境污染问题的日益加剧，以及传统大电网问题的不断暴露，各国纷纷将目光投向更加环保、可靠的分布式发电技术。微网是近年来在分布式发电基础上提出的一种更加先进、灵活的新型供电方式，是一个将光伏、风电等分布式电源、储能装置、电力电子设备、本地负荷以及监控保护装置融合而成的小型智能发配电系统。微网既可以与外部大电网并网运行，也可以离网孤岛运行，单独的为本地负荷供电，从而具有更高的供电安全性和可靠性。
[0003]在微网中，一般会采用一台容量较大的与储能装置相连的变流器作为组网电源。在并网时，该变流器运行于P/Q模式，直接控制并网电流;在离网时，该变流器运行于VAIi式，为其他分布式电源提供电压和频率基准。
[0004]在并网模式下，三相变流器采用常规软锁相方法，如图1所示，即可锁定电网相位，实现并网运行；在离网模式下，并网变流器需自主生成基准相位。在离网转并网运行时，相位需从电网相位平滑切换到变流器自主相位，不能引起相位突变。在离网转并网运行时，由于变流器自主相位与电网电压间存在相位差，故需实现变流器相位跟踪上电网相位，当两者相同后，方可合上并网开关，实现离网模式到并网模式的无缝切换。
[0005]国标GB/T15945-2008《电能质量电力系统频率偏差》中规定电力系统正常运行条件下频率偏差限值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。故在并网、离网模式相互切换时，需确保变流器输出频率不能超过国标的要求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种微网变流器离网转并网的锁相方法，用以解决现有技术中在微电网实现离网转并网时相位不同步的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明的方案包括:
[0008]—种微网变流器离网转并网的锁相方法，在进行离网到并网转换时首先进行相位预同步，所述相位预同步的过程是从变流器输出的三相电压Uabc—_verter经过CLARK变换后用反馈的电网电压相位98进行PARK变换，输出环路滤波器后经过压控震荡器环节后得到Θ。。
[0009]进一步的，所述PARK变换后输出的是q轴上的值。
[0010]优选的，所述电压进行的比例积分变换为限幅比例积分变换。
[0011 ]优选的，所述限幅比例积分变换所限的幅值为[-31，π]。
[0012]—种微网变流器离网转并网的锁相装置，包括预同步模块，用于在进行离网到并网转换时首先进行相位预同步，所述相位预同步的过程是从变流器输出的三相电压Uabc^cinverter经过CLARK变换后用反馈的电网电压相位0g进行PARK变换，输出经过环路滤波器后经过压控震荡器环节后得到θ。。
[0013]进一步的，所述预同步模块中PARK变换后输出的是q轴上的值。
[0014]优选的，所述预同步模块中电压环路滤波器为限幅比例积分变换。
[0015]优选的，所述预同步模块中限幅比例积分变换所限的幅值为[-^]。
[0016]本发明提供的一种微网变流器离网转并网的锁相方法，在从离网模式向并网模式切换时，增加相位预同步模块，从而能够跟踪上电网相位。
[0017]在相位预同步过程中，对模块输出进行限幅，通过限幅值使得变流器输出电压的频率能够?两足国标要求，不会对负载造成危害。
【附图说明】
[0018]图1是三相并网变流器软件锁相方法；
[0019]图2是本发明微网变流器并离网切换锁相方法。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0021]微电网中的变流器在并网模式运行时需要对电网电压进行锁相，得到电网相位9g;在离网模式运行时则使用自助生成的相位Θ。。微电网在从离网模式向并网模式进行切换时，由于98和0。之间必然会存在相位差，故需要采用相位预同步，使得Θ。能够跟得上0g，从而确保在并网合闸时不会由于负载电压与电网电压有相位差而导致过大的合闸冲击电流。但是在相位预同步的过程中，为了使得Θ。能够跟得上0g，0。的频率必然会发生改变，因此，在此处需要保证的频率不能超过国标限定的范围，即其频率保证在50 土0.5Hz的范围之内。
[0022]具体的，其锁相方法如图2所示，在传统的三相并网变流器软件锁相方法的基础上增加预同步模块。从图2中可以看出，从变流器输出的三相电压Uabc c_erter经过CLARK变换后再用反馈回来的9g—起进行PARK变换，输出的Q轴电压Uq。进行限幅为[-m]的比例积分变换后经过三选择开关后加入2对调节，进行积分后与2π相MOD后得到Θ。。
[0023]具体调节过程如下:
[0024]1.并网模式下，开关S打到位置I，此时变流器所用的相位0C即为电网电压相位0g。
[0025]2.离网模式下，开关S打到位置2，此时变流器所用的相位为本身所生成的相位。
[0026]3.并网到离网切换时，将开关由I打到2。由于在稳定状态下，I点的值基本接近于O，故开关由I打到2，能够确保相位平滑过渡，不会产生相位突变。
[0027]4.离网到并网切换时，增加一个相位预同步模块，如图2中阴影所示。在变流器接收到离网模式转并网模式指令时，首先进行相位预同步，开关S切换到位置3，由于Uabc_converter所采用的PARK变换角度为0g，故输出Uqc必然有值，通过PI控制该值逐渐过渡到0，即可实现0c跟踪上0g。由于0C在跟踪0g时，频率会变高或者变低，故需要对PI输出进行限幅，以确保其输出频率不能超过负载能够正常工作的范围。此处限幅值根据国标50±0.5Hz确定为π(2*π*0.5)。当相位预同步完成后，变流器相位9C与电网相位0g相同，开关S切换到位置I，完成相位同步，在此过程中，变流器输出电压的频率不会超过国标要求，且能跟踪过渡到电网电压相位。
[0028]需要说明的是，上述方法中的各模块都是在方法在进行具体实施时的具体步骤，而不是实际对应的模块。
[0029]以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种微网变流器离网转并网的锁相方法，其特征在于，在进行离网到并网转换时首先进行相位预同步，所述相位预同步的过程是从变流器输出的三相电压Uabc^cinverter经过CLARK变换后用反馈的电网电压相位08进行PARK变换，输出环路滤波器后经过压控震荡器环节后得到Θ。。2.根据权利要求1所述一种微网变流器离网转并网的锁相方法，其特征在于，所述PARK变换后输出的是q轴上的值。3.根据权利要求1所述一种微网变流器离网转并网的锁相方法，其特征在于，所述电压进行的比例积分变换为限幅比例积分变换。4.根据权利要求3所述一种微网变流器离网转并网的锁相方法，其特征在于，所述限幅比例积分变换所限的幅值为[_π，π]。5.—种微网变流器离网转并网的锁相装置，其特征在于，包括预同步模块，用于在进行离网到并网转换时首先进行相位预同步，所述相位预同步的过程是从变流器输出的三相电压Uab c—converter 经过CLARK变换后用反馈的电网电压相位0g进行PARK变换，输出经过环路滤波器后经过压控震荡器环节后得到Θ。。6.根据权利要求5所述一种微网变流器离网转并网的锁相装置，其特征在于，所述预同步模块中PARK变换后输出的是q轴上的值。7.根据权利要求5所述一种微网变流器离网转并网的锁相装置，其特征在于，所述预同步模块中电压环路滤波器为限幅比例积分变换。8.根据权利要求7所述一种微网变流器离网转并网的锁相装置，其特征在于，所述预同步模块中限幅比例积分变换所限的幅值为[-^ ]。
【专利摘要】本发明涉及一种微网变流器离网转并网的锁相方法，在进行离网到并网转换时首先进行相位预同步，所述相位预同步的过程是从变流器输出的三相电压Uabc_converter经过CLARK变换后用反馈的电网电压相位θg进行PARK变换，输出环路滤波器后经过压控震荡器环节后得到θc。本发明提供的一种微网变流器离网转并网的锁相方法，在从离网模式向并网模式切换时，增加相位预同步模块，从而能够跟踪上电网相位。
【IPC分类】H02J3/42
【公开号】CN105576707
【申请号】CN201610029859
【发明人】黄辉, 李国栋, 张海龙, 王林, 陈培育, 肖飞, 曹建博, 王旭东
【申请人】许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 西安许继电力电子技术有限公司, 国网天津市电力公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月12日