用于控制连接在发电机与电网之间的转换器的电源模块以及电力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及一种用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，电力网用于分配电力。众所周知，公用发电机通常向电力网提供大量电力，而独立来源连接到电力网以提供本地电力网并且减小对公用发电机的依赖性。
[0003]每个独立来源通过功率调节器和/或转换器连接到电力网，以便提供独立来源与电力网之间的一致且有效连接。在某些条件下，所述电力网可能经历一个或多个电网故障事件，例如低电压、高电压、零电压、相位跃变等。通常情况下，电力网操作员要求连接到电力网的独立来源足够坚固以穿越电网故障事件。在此类事件下，功率调节器和/或转换器可能需要在一个或多个过压事件下保护发电机，同时提供穿越能力。例如，若干已知的功率调节器和/或转换器包括制动电阻器，用于吸收过多能量以降低过压事件的可能性。其他已知的方法在电网故障事件期间立即关闭功率调节器和/或转换器内的开关装置，以便抢先于一个或多个过压事件，这通常导致发电机关闭和/或重启。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够实现电网故障期间对转换器进行保护的电源模块以及提供一种能够在电网故障期间保护转换器的电力系统。
[0005]根据本实用新型的一方面，本实用新型提供一种用于控制连接在发电机与电网之间的转换器的电源模块，所述电源模块包括:转换器，所述转换器配置用于将来自发电机的输出供应给电网；以及控制器，所述控制器连接至所述转换器并且包括锁相回路(PLL)模块和至少一个调整器，所述至少一个调整器配置用于根据至少一个参数来至少部分控制所述转换器，所述控制器配置用于:响应于电网故障事件来禁用所述转换器；在所述电网故障事件期间保持所述发电机与所述转换器之间的连接；确定所述PLL模块锁定在与所述电网关联的电压上；在所述电网故障事件后调整所述至少一个参数；以及重新启用所述转换器以将来自所述发电机的所述输出供应给所述电网。
[0006]所述参数包括与所述至少一个调整器关联的电压反馈和电压基准中的至少一个，并且其中所述至少一个调整器包括DC稳压器。
[0007]所述电源模块进一步包括连接至所述转换器的输入端的储能装置，所述电压反馈指示与所述储能装置关联的电压，并且其中所述DC稳压器基于所述电压反馈与所述电压基准之间的差值来至少部分控制所述转换器。
[0008]所述控制器配置用于在恢复时间间隔内消除对所述至少一个参数的所述调整。
[0009]所述恢复时间间隔在约50毫秒与约1.0秒之间的范围内。
[0010]所述控制器配置用于在所述恢复时间间隔结束之前重新启用所述转换器。
[0011]所述电源模块进一步包括连接至所述转换器的输入端的储能装置，并且其中所述控制器配置用于在所述储能装置上的电压超过预定阈值时将所述发电机与所述转换器断开连接。
[0012]所述至少一个调整器包括电流调节器，其中所述至少一个参数包括所述电流调节器的基准，并且其中所述控制器配置用于将所述基准设定为等于先前电流需求。
[0013]根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供一种电力系统，所述电力系统包括:发电机，所述发电机配置用于产生DC电压；以及连接至所述发电机的电源模块，所述电源模块包括电流调节器和响应于所述电流调节器的转换器，所述电源模块配置用于:基于与所述转换器关联的参数来检测电网故障事件；响应于所述电网故障事件来禁用所述转换器，同时保持所述发电机与所述电网之间的连接；以及在所述电网故障事件后重新启用所述转换器。
[0014]与所述转换器关联的所述参数包括与所述转换器关联的电压。
[0015]所述电源模块配置用于在所述电网故障事件之后而在重新启用所述转换器之前重置所述电流调节器。
[0016]所述电源模块包括连接至所述转换器的输入端的储能装置，并且其中所述电源模块进一步配置用于在所述储能装置上的电压超过预定阈值时将所述发电机与所述电网断开连接。
[0017]所述电源模块包括响应于电压基准和电压反馈的稳压器，所述电源模块配置用于将所述电压基准与所述电压反馈之间的差值调整为等于零以重新启用所述转换器。
[0018]所述电源模块配置用于在恢复时间间隔内消除对所述电压基准与所述电压反馈之间的所述差值的所述调整。
[0019]所述发电机包括至少一个光伏阵列。
[0020]通过以上本实用新型对电源模块的配置，可有效实现对转换器以及其他器件在电网故障期间的保护。
【附图说明】
[0021]图1是示例性电力系统的方框图。
[0022]图2是可与图1所示电力系统一起使用的示例性电源模块的电路图。
[0023]图3是用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型总体上涉及一种用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的电力系统和方法。具体来说，本说明书中所述的实施例有助于确定电网故障事件的类型和/或从电网故障事件恢复电源模块。
[0025]图1示出了示例性电力系统100。在示例性实施例中，电力系统100包括电力网102、连接到电力网102的多个发电机104以及连接到电力网102的主要发电机106。主要发电机106配置成相对于每个独立发电机104，向电力网102提供相对主要部分的电力。在多个实施例中，每个发电机104可以包括，但不限于，一个或多个光电池(PV)阵列、风力发电机、水力发电机、燃油发电机和/或其他发电机装置等。此外，例如，主要发电机106可以包括核动力发电机、燃煤发电机或者天然气发电机。应认识到，在其他实施例中，电力系统100可以包括不同数量和/或配置的发电机。
[0026]在示例性实施例中，电力系统100包括将每个发电机104连接到电力网102的电源模块108。
[0027]图2示出了与电力系统100—起使用的示例性电源模块108。在示例性实施例中，电源模块108包括转换器110和控制器112，所述控制器连接到转换器110，以向转换器110提供控制信息。转换器110是直流(DC)到交流(AC)转换器，具有若干开关装置。发送到一个或多个开关的控制信号切换到“开”或者“关”，以分别启用或禁用转换器112。在一个实例中，所述开关装置包括多个绝缘栅双极型结型晶体管(IGBT)，其配置成从发电机104向电力网102提供单相或多相输出。各种其他开关装置和/或开关装置配置可以用于其他转换器实施例中。应进一步认识到，其他转换器可以用于其他实施例中。例如，转换器110可以包括直流-直流转换器、交流-直流转换器和/或交流-交流转换器等。
[0028]如图2所示，电源模块108进一步包括直流-直流升压转换器以及储能装置114，所述储能装置连接到转换器110与升压转换器118之间。具体来说，储能装置114与转换器110的输入端并联。尽管储能装置114图示为单个电容器，应了解，不同数量和/或类型的储能装置可以用于其他实施例中。附加地或替代地，在其他电源模块实施例中，升压转换器118可以包括降压转换器、降压-升压转换器或者其他类型的转换器，潜在地取决于发电机104供应的电力和/或电力网102的功率标准。在至少一个实施例中，升压转换器118已省略。
[0029]在示例性实施例中，在运行期间，发电机104产生直流电力，所述直流电力通过升压转换器118输送。升压转换器118将发电机104产生的直流电压转换成另一直流电压。来自升压转换器118的直流电压将供应到转换器110并且填充储能装置114。转换器110将来自升压转换器118的直流电压转换成交流电压，该电压随后经过滤波并通过变压器119提供到电力网102。此外，电源模块108包括串联在发电机104与电力网102之间的断路器120和121。断路器120配置成解除和/或断开发电机104与电源模块108之间