逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法和系統(tǒng)，該方法主要包括：使逆變器工作且使逆變器在同步旋轉坐標系下的輸出電流參考值都為零；檢測折算到Δ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓；將檢測到的折算到Δ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換得到ud、uq；將檢測到的電網電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換得到vd、vq；當逆變器工作使得ud=vd且uq=vq時，表明在并網開關在吸合之前，并網開關兩端的交流電壓同步。該逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法和系統(tǒng)，可以實現硬件成本低、能量消耗量小和能量轉換效率高的優(yōu)點。
【專利說明】逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電【技術領域】，具體地，涉及逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]當前，隨著石油、煤、天然氣等化石能源消耗的不斷增長和地球生態(tài)環(huán)境的日益惡化，世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且對生態(tài)環(huán)境無污染的新能源。太陽能作為一種高效無污染的新能源，已成為了當今能源結構中一個重要的組成部分。由于太陽能蘊藏量極其豐富，以及利用太陽能的發(fā)電技術日新月異，因此太陽能發(fā)電得到了國內外的廣泛認可。太陽能并網發(fā)電是利用太陽能的一種有效方式，因此太陽能并網發(fā)電成為了一個重要的研究課題。在整個發(fā)電系統(tǒng)中，逆變并網是一個重要的過程，對系統(tǒng)能量的轉換起著舉足輕重的作用。
[0003]在逆變并網控制中，大多數都是基于電流的控制，這種情況下要求先將電網通過變壓器與逆變器輸出側連接，但是在將電網與變壓器連接的瞬間，若把電網電壓直接加到并網變壓器的副邊繞組，瞬間會在并網變壓器的副邊產生很大的勵磁沖擊電流，這樣的沖擊電流會對變壓器和電網產生較大危害，所以必須抑制沖擊電流的產生。
[0004]目前解決變壓器勵磁沖擊電流的主要方法是基于硬件軟啟動的方法，如圖1所示，即在并網開關S的兩側連接一個電阻R和一個開關SI，在逆變器與電網連接前首先讓開關SI導通，電網通過電阻R給變壓器副邊繞組勵磁，當變壓器副邊繞組勵磁飽和結束時，接通并網開關S，同時切斷開關SI進行并網，這樣就可以抑制變壓器勵磁沖擊電流的產生。但是這種電路會增加硬件的成本，而且在電阻上會有能量的消耗，會影響系統(tǒng)的效率。
[0005]在實現本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現現有技術中至少存在硬件成本高、能量消耗量大和能量轉換效率低等缺陷。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法，以實現硬件成本低、能量消耗量小和能量轉換效率高的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明的第二目的在于，提出逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制系統(tǒng)。
[0008]為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法，主要包括:
[0009]a、使逆變器工作，且使逆變器在同步旋轉坐標系下的輸出電流參考值都為零；
[0010]b、檢測折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓；
[0011]C、將檢測到的折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到ud、uq ;將檢測到的電網電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到Vd、Vq ;[0012]d、當逆變器工作使得時，表明在并網開關在吸合之前，并網開關兩端的交流電壓同步，即幅值、頻率以及相位都相同，此時吸合并網開關不會產生較大的變壓器勵磁沖擊電流。
[0013]進一步地，在步驟d之前，還包括對變壓器進行預先勵磁的操作。
[0014]進一步地，在步驟b中，所述檢測折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓的操作，具體包括:
[0015]通過電壓傳感器檢測得到逆變器輸出電壓Vab、Vea，Vbc由公式(1)求得:
[0016]Vbc=- (Vab+Vca) (1);
[0017]通過電壓傳感器檢測得到電網電壓va、V。，Vb由公式(2)求得:
[0018]vb=- (va+vc) (2)。
[0019]進一步地，在步驟c中，所述將檢測到的折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到Ud、uq的操作，進一步包括:
[0020]將變壓器原邊的線電壓折算到電網側，由折算得到的ua、ub, Uc經過三相靜止坐標系到兩相同步旋轉坐標系的變換得到Ud、uq。
[0021]進一步地，所述將變壓器原邊的線電壓折算到電網側，由折算得到的ua、ub、u。經過三相靜止坐標系到兩相同步旋轉坐標系的變換得到ud、U(1的操作，具體包括:
[0022]變壓器采用Λ/Y接法，假設匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分別為變壓器副邊、原邊匝數，η為自然數；將逆變器輸出電壓Vab、Vca, Vbc折算到電網側，則存在公式(3):
【權利要求】
1.逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法，其特征在于，主要包括: a、使逆變器工作，且使逆變器在同步旋轉坐標系下的輸出電流參考值都為零； b、檢測折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓； C、將檢測到的折算到△ /Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到ud、Uq ;將檢測到的電網電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到vd、V,; d、當逆變器工作使得時，表明在并網開關在吸合之前，并網開關兩端的交流電壓同步，即幅值、頻率以及相位都相同，此時吸合并網開關不會產生較大的變壓器勵磁沖擊電流； 在步驟b中，所述檢測折算到△/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓的操作，具體包括: 通過電壓傳感器檢測得到逆變器輸出電壓vab、vM，Vb。由公式(I)求得:
vbc=-(vab+vca) (I)； 通過電壓傳感器檢測得到電網電壓Va、V。，Vb由公式(2)求得: Vb=- (Va+Vc) ⑵； 在步驟C中，所述將檢測到的折算到△/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到Ud、Uq的操作，進一步包括: 將變壓器原邊的線電壓折算到電網側，由折算得到的Ua、ub, uc經過三相靜止坐標系到兩相同步旋轉坐標系的變換得到Ud、uq ; 在步驟d中,所述逆變器工作使得Ud=Vd且Uq=Vq的操作,具體包括: 基于公式(8)，分別令id、iq的參考電流值id*、iq*都等于零，控制光伏并網逆變器輸出電流為零，則得到公式(9)成立:
2.根據權利要求1所述的逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法，其特征在于，在步驟d之前，還包括對變壓器進行預先勵磁的操作。
3.根據權利要求1所述的逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制方法，其特征在于，所述將變壓器原邊的線電壓折算到電網側，由折算得到的Ua、ub、u。經過三相靜止坐標系到兩相同步旋轉坐標系的變換得到Ud、uq的操作，具體包括: 變壓器采用Λ/Y接法，假設匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分別為變壓器副邊、原邊匝數，η為自然數；將逆變器輸出電壓Vab、Vca, Vbc折算到電網側，則存在公式(3):
4.逆變器與電網連接瞬間變壓器勵磁電流的抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括依次配合連接在光伏陣列PV與電網Grid之間的經典三相逆變電路IB、三相濾波電感L、Λ/Y接法并網變壓器TF和并網開關S，并聯在所述三相濾波電感L與Λ /Y接法并網變壓器TF之間的三相濾波電容C，以及配合連接在所述三相濾波電感L和并網開關S之間的判斷開關S吸合算法模塊； 所述判斷開關S吸合算法模塊的工作過程，主要包括: a、使逆變器工作，且使逆變器在同步旋轉坐標系下的輸出電流參考值都為零； b、檢測折算到Λ/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓； C、將檢測到的折算到△ /Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到ud、uq ;將檢測到的電網電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到vd、V,; d、當逆變器工作使得時，表明在并網開關在吸合之前，并網開關兩端的交流電壓同步，即幅值、頻率以及相位都相同，此時吸合并網開關不會產生較大的變壓器勵磁沖擊電流； 在步驟d之前，還包括對變壓器進行預先勵磁的操作； 在步驟b中，所述檢測折算到△/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓和電網電壓的操作，具體包括: 通過電壓傳感器檢測得到逆變器輸出電壓vab、vM，Vb。由公式(I)求得:
vbc=-(vab+vca) (I)； 通過電壓傳感器檢測得到電網電壓Va、V。，Vb由公式(2)求得: vb=-(va+vc)⑵； 在步驟c中，所述將檢測到的折算到△/Y變壓器副邊的逆變器輸出電壓進行三相靜止坐標系向兩相同步旋轉坐標系變換，得到ud、uq的操作，具體包括: 變壓器采用Λ/Y接法，假設匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分別為變壓器副邊、原邊匝數，η為自然數；將逆變器輸出電壓Vab、Vca, Vbc折算到電網側，則存在公式(3):
【文檔編號】H02M1/12GK103812134SQ201410058657
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】戴偉, 孫向東, 陳芳, 王建淵, 張琦, 劉越 申請人:新疆希望電子有限公司