CN109638865A - 一种储能变流器抑制励磁涌流的方法 - Google Patents
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Abstract
一种储能变流器抑制励磁涌流的方法。储能变流器在启动离网模式过程中，接收到主接触器闭合指令时首先判断闭合相位角θc是否等于或闭合相位角θc由逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd，以及上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度△θ组成。如果满足条件再执行闭合操作，实现在逆变输出电压的相位角为或的时刻投入变压器。通过对主接触器闭合相位角的控制实现对变压器励磁涌流的抑制。
Description
技术领域
本发明涉及一种储能变流器抑制励磁涌流的方法。
背景技术
在微电网***中，有些储能***交流侧接口电压等级与公共连接点电压等级不同，因此储能变流器交流端需经由变压器进行电压变换后再与电网、用电负荷等连接。在微电网***离网独立运行初期存在变压器空载启动工况，变压器空载启动存在较大的励磁涌流，最大幅值可达变压器额定电流的十几倍，而微电网***的接口设备大都是电力电子变换设备，过载能力很低，极易引发故障。
励磁涌流的大小与变压器投入时***电压的相位角和铁芯中的剩磁及***的阻抗等因素有关，衰减时间取决于回路电阻和电抗。结合励磁涌流的产生机理，通常的抑制方法有增加限流电阻和采用选相控制器。专利CN 203983974U公开了一种变压器空载投入的励磁涌流抑制装置，通过在主回路增加限流电阻，变压器合闸时通过限流电阻实现对涌流幅值的限制，合闸完成后再将电阻切除。专利CN 1700550A公开了一种电力变压器励磁涌流的抑制方法和设备，通过增加选相控制器，记录变压器电源切除时的相位角，控制合闸时的相位角使偏磁和剩磁相抵消，实现对励磁涌流的抑制。
上述方法对于微电网***而言，都需要增设硬件设备，改变现有***硬件结构和运行步骤，同时也增加了***投资成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种储能变流器抑制励磁涌流的方法。本发明通过对储能变流器内部主接触器闭合相位角的控制实现对励磁涌流的抑制，不改变原有***的结构。
应用本发明的微电网***由储能***、变压器、负荷、光伏***和电网等组成，其中储能***包含电池***和储能变流器。储能变流器包括直流侧断路器、DC/AC变换电路、LC 滤波器、主接触器和交流侧断路器，以及逆变侧电压采样和交流电压采样电路。储能变流器直流侧断路器的一端与电池***连接，直流侧断路器的另一端与DC/AC变换电路连接，再经由LC滤波器与主接触器连接，LC滤波器的两端分别连接DC/AC变换电路和主接触器。主接触器的另一端与交流侧断路器连接，交流侧断路器的另一端作为储能变流器的交流输出端口与变压器连接，变压器的另一端与负荷和光伏***共同连接到电网母线。逆变器侧电压采样和交流电压采样电路分别连接在主接触器两端，采集主接触器两侧的电压波形信息。
储能变流器通过DC/AC变换电路将储能电池输出的直流电变换为交流电，再经由LC 滤波器滤波后输出稳定的三相交流电压，根据微电网管理***发出的指令闭合主接触器，使储能变流器工作于并网模式或离网模式。并网模式时储能变流器与负荷和光伏***共同连接到电网，根据电池电量状态进行充电或放电运行；离网模式时由储能***建立组网电压供负荷和光伏***继续运行。
本发明储能变流器抑制励磁涌流的方法步骤如下：在启动离网模式过程中，储能变流器接收到主接触器闭合指令后，首先判断闭合相位角θc是否等于或如果闭合相位角θc等于或便执行闭合主接触器操作，在逆变输出电压的相位角为或的时刻投入变压器。该角度下投入变压器产生的偏磁最小，实现对涌流的抑制。
所述的闭合相位角θc由逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd，以及上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度Δθ组成。
对所述的逆变输出电压实时相位角θinv采用软件锁相环方法检测。首先对储能变流器逆变侧电压采样得到的三相瞬时值进行Clark和Park变换，将交流电压从三相静止abc坐标系变换成两相同步旋转dq坐标系下，再通过闭环控制使q轴电压为0，实现锁相，检测此时储能变流器的逆变输出电压的相位角，此相位角为所述的逆变输出电压的实时相位角θinv。
所述的主接触器动作延时补偿角度θd根据主接触器固有动作时间td折算，计算方法为：
其中T为逆变输出电压的周期，T＝20ms。
主接触器固有动作时间td是指从闭合操作开始到其主触头完全闭合的时间间隔，一般为几十ms，由产品数据手册或实测获得。
如果不做补偿便执行主接触器的闭合操作，可能会因主接触器固有动作时间延时，导致实际闭合相位角在偏离或的时刻投入变压器，便不能有效的抑制励磁涌流。
为提升本次闭合相位角θc的准确性，本发明对闭合相位角θc做角度补偿，补偿角度为上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度Δθ，主接触器首次闭合前Δθ的初始值为0。
本次闭合相位角θc的计算方法如下：
其中取余表示取余运算，逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd及主接触器上一次闭合后的实际相位的校正角度Δθ相加除以2π并取余数记为闭合相位角θc，满足条件的本次闭合相位角或
主接触器在本次闭合相位角θc满足条件的时刻执行闭合操作。
主接触器完成闭合即变压器投入时刻的实际闭合相位角θc'采用软件锁相环方法检测，通过主接触器后级的交流采样电路经计算得到，与逆变输出电压实时相位角θinv的检测方法相同。
主接触器本次闭合后实际相位的校正角度Δθ＝θc-θc'，作为下一次主接触器闭合前的角度补偿值。
本发明在不增加***硬件设施的基础上，仅通过储能变流器即实现对变压器励磁涌流的抑制，降低了***的开发成本，提高了***的可靠性。
附图说明
图1为储能变流器及微电网***拓扑图；
图2为本发明抑制励磁涌流方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，应用本发明的微电网***由储能***、变压器、负荷、光伏***和电网等组成，其中储能***包含电池***和储能变流器。储能变流器包括：直流侧断路器Q1、DC/AC 变换电路、LC滤波器、主接触器Q2和交流侧断路器Q3。
所述的直流侧断路器Q1的一端与电池***连接，直流断路器Q1的另一端与DC/AC变换电路连接，再经由LC滤波器与主接触器Q2连接，主接触器Q2的另一端与交流侧断路器Q3连接，交流侧断路器Q3的另一端作为储能变流器的交流输出端口与变压器T1连接，变压器T1的另一端与负荷和光伏***共同连接到电网母线。
储能变流器通过DC/AC变换电路将储能电池输出的直流电变换为交流电，再经由LC 滤波器滤波后输出稳定的三相交流电压，根据微电网管理***发出的指令闭合主接触器，使储能变流器工作于并网模式或离网模式。并网模式时储能变流器与负荷及光伏***共同连接到电网，根据电池电量状态进行充电或放电运行；离网模式时由储能***建立组网电压供负荷和光伏***继续运行。
本发明储能变流器抑制励磁涌流的方法的流程如图2所示。在启动离网模式过程中，当主接触器Q2处于断开状态，储能变流器接收到主接触器闭合指令后，首先判断闭合相位角θc是否等于或如果闭合相位角θc等于或便执行闭合主接触器操作，在逆变输出电压的相位角为或的时刻投入变压器。该角度下投入变压器产生的偏磁最小，实现对涌流的抑制。
所述的闭合相位角θc由逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd，以及上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度Δθ组成。
所述的逆变输出电压实时相位角θinv采用软件锁相环方法检测，首先对储能变流器逆变侧电压采样得到的三相瞬时值进行Clark和Park变换，将交流电压从三相静止abc坐标系变换成两相同步旋转dq坐标系下，再通过闭环控制使q轴电压为0，实现锁相，检测此时储能变流器的逆变输出电压的相位角，此相位角为所述的逆变输出电压的实时相位角θinv。
所述的主接触器动作延时补偿角度θd根据主接触器固有动作时间td折算，计算方法为：
其中T为逆变输出电压的周期，T＝20ms。
主接触器固有动作时间td是指从闭合操作开始到其主触头完全闭合的时间间隔，一般为几十ms，由产品数据手册或实测获得。如果不做补偿便执行主接触器的闭合操作，可能会因主接触器固有动作时间延时，导致实际闭合相位角在偏离或的时刻投入变压器，便不能有效的抑制励磁涌流。
为提升本次闭合相位角θc的准确性，本发明对闭合相位角θc做角度补偿，补偿角度为上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度Δθ，主接触器首次闭合前Δθ的初始值为0。
所述的本次闭合相位角θc的计算方法如下：
其中取余表示取余运算，逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd及主接触器上一次闭合后的实际相位的校正角度Δθ相加除以2π并取余数记为闭合相位角θc，满足条件的本次闭合相位角或
主接触器在本次闭合相位角θc满足条件的时刻执行闭合操作。
主接触器完成闭合即变压器投入时刻的实际闭合相位角θc'采用软件锁相环方法检测，通过主接触器后级的交流采样电路经计算得到，与前述的逆变输出电压实时相位角θinv的检测方法相同。
主接触器本次闭合后实际相位的校正角度Δθ＝θc-θc'，作为下一次主接触器闭合前的角度补偿值。
Claims (4)
1.一种储能变流器抑制励磁涌流的方法，其特征在于：所述的储能变流器在启动离网模式过程中，接收到主接触器闭合指令后，首先判断闭合相位角θc是否等于或如果闭合相位角θc等于或便执行闭合主接触器操作，在逆变输出电压的相位角为或的时刻投入变压器，该角度下投入变压器产生的偏磁最小，实现对涌流的抑制；所述的闭合相位角θc由逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd，以及上一次主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度△θ组成。
2.按照权利要求1所述的储能变流器抑制励磁涌流的方法，其特征在于：所述的逆变输出电压实时相位角θinv采用软件锁相环方法检测；首先对储能变流器逆变侧电压采样得到的三相瞬时值进行Clark和Park变换，将交流电压从三相静止abc坐标系变换成两相同步旋转dq坐标系下，再通过闭环控制使q轴电压为0，实现锁相，检测此时储能变流器的逆变输出电压的相位角，此相位角为所述的逆变输出电压的实时相位角θinv。
3.按照权利要求1所述的储能变流器抑制励磁涌流的方法，其特征在于：所述的主接触器动作延时补偿角度θd根据主接触器固有动作时间td折算：
其中，T为逆变输出电压的周期，T＝20ms。
4.按照权利要求1所述的储能变流器抑制励磁涌流的方法，其特征在于：主接触器闭合时刻的实际相位的校正角度△θ的计算方法如下：
主接触器首次闭合前△θ的初始值为0；
主接触器本次闭合相位角θc的计算方法如下：
其中取余表示取余运算，逆变输出电压实时相位角θinv与主接触器动作延时补偿角度θd及主接触器上一次闭合后的实际相位的校正角度△θ相加除以2π并取余数记为闭合相位角θc，满足条件的本次闭合相位角或主接触器在本次闭合相位角θc满足条件的时刻执行闭合操作；
主接触器完成闭合即变压器投入时刻的实际闭合相位角θc'采用软件锁相环方法检测，与逆变输出电压实时相位角θinv的检测方法相同；
主接触器本次闭合后实际相位的校正角度△θ＝θc-θc'，作为下一次闭合前的角度补偿值。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110838716A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种变压器启动冲击电流抑制***及方法 |
| CN110932315A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-27 | 北京科诺伟业科技股份有限公司 | 一种快速开关的选相控制方法 |
| CN111600284A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-08-28 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于可控逆变中工频变压器的励磁涌流抑制方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103986385A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-13 | 西安交通大学 | 一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法 |
| CN206640303U (zh) * | 2017-02-16 | 2017-11-14 | 广东电网有限责任公司汕头供电局 | 一种微机型柔性直流输电***涌流抑制控制*** |
| CN107910848A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-13 | 上海致达智能科技股份有限公司 | 一种励磁涌流的抑制方法 |
| US20180145582A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-05-24 | Hunan University | Virtual synchronous inverter with fast transient inrush fault currents restraining method thereof |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103986385A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-13 | 西安交通大学 | 一种抑制变压器空载合闸励磁涌流的方法 |
| US20180145582A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-05-24 | Hunan University | Virtual synchronous inverter with fast transient inrush fault currents restraining method thereof |
| CN206640303U (zh) * | 2017-02-16 | 2017-11-14 | 广东电网有限责任公司汕头供电局 | 一种微机型柔性直流输电***涌流抑制控制*** |
| CN107910848A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-13 | 上海致达智能科技股份有限公司 | 一种励磁涌流的抑制方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110838716A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-25 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种变压器启动冲击电流抑制***及方法 |
| CN110838716B (zh) * | 2019-09-30 | 2023-11-14 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种变压器启动冲击电流抑制***及方法 |
| CN110932315A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-03-27 | 北京科诺伟业科技股份有限公司 | 一种快速开关的选相控制方法 |
| CN111600284A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-08-28 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种应用于可控逆变中工频变压器的励磁涌流抑制方法 |
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