整流側變流器的柔性并網方法和裝置與流程

本發明涉及并網領域，特別是涉及一種整流側變流器的柔性并網方法和裝置。

背景技術：

在整流側變流器并網的瞬間，電網中的電流會對整流側變流器反供電，導致并網過程中會產生較大的沖擊電流。現有解決并網沖擊電流的方法是通過對電網三相電壓鎖相并進行適當的補償，保證相位的同步，同時通過對整流側變流器輸出電壓的幅值和頻率進行控制，保證其與電網電壓幅值和頻率的差值在合理的范圍之內，以盡量減小并網過程中的沖擊。但由于整流側變流器輸出電壓的幅值在并網瞬間并不能完全做到與電網電壓一致，這樣在整流側變流器的并網過程中還是會給電網帶來較大的沖擊。

技術實現要素：

基于此，為解決現有技術中的問題，本發明提供一種整流側變流器的柔性并網方法，減少整流側變流器并網過程中的沖擊電流，實現柔性并網的目的。

為實現上述目的，本發明實施例采用以下技術方案：

一種整流側變流器的柔性并網方法，包括：

獲取電網實時輸入的三相相電壓信號；

通過坐標變換確定所述三相相電壓信號的相位角度；

當所述三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差在設定范圍內時，驅動整流側變流器并入電網。

本發明還涉及一種整流側變流器的柔性并網裝置，包括依次連接的相電壓信號獲取模塊、相位角度確定模塊以及并網控制模塊：所述并網控制模塊與整流側變流器連接；

所述相電壓信號獲取模塊用于獲取電網實時輸入的三相相電壓信號；

所述相位角度確定模塊用于通過坐標變換確定所述三相相電壓信號的相位角度；

所述并網控制模塊用于在所述三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差在設定范圍內時，驅動整流側變流器并入電網。

本發明基于電網實時輸入的三相相電壓信號，通過坐標變換(例如CLARK變換)確定實時輸入的三相相電壓信號的相位角度，然后依據電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度，根據預定的策略來進行并網相位角度的控制，即當電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差在設定范圍內時，驅動整流側變流器并入電網，此時整流側變流器三相輸出電壓的幅值與電網三相電壓幅值的差值最小，并網沖擊電流也較小。因此，本發明所提供的整流側變流器的柔性并網方法和裝置可以有效減少整流側變流器并網過程中的沖擊電流，實現柔性并網的目的。

附圖說明

圖1是本發明的整流側變流器的柔性并網方法在一個實施例中的流程示意圖；

圖2為本發明實施例中一種獲取電網實時輸入的三相相電壓的方法的流程示意圖；

圖3為本發明實施例中整流側變流器輸出相電壓的示意圖；

圖4為本發明的整流側變流器的柔性并網裝置在一個實施例中的結構示意圖；

圖5為本發明的整流側變流器的柔性并網裝置在另一個實施例中的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合較佳實施例及附圖對本發明的內容作進一步詳細描述。顯然，下文所描述的實施例僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。

圖1是本發明的整流側變流器的柔性并網方法在一個實施例中的流程示意圖，如圖1所示，本實施例中的整流側變流器的柔性并網方法包括以下步驟：

步驟S110，獲取電網實時輸入的三相相電壓信號；

步驟S120，通過坐標變換確定所述三相相電壓信號的相位角度；

步驟S130，判斷所述三相相電壓的相位角度與最佳切換角度的偏差是否在設定范圍內，若是，則進入步驟S140；

步驟S140，驅動整流側變流器并入電網。

在本實施例中，基于電網實時輸入的三相相電壓信號，通過坐標變換，如CLARK變化或PARK變換，確定實時輸入的三相相電壓信號的相位角度，然后依據實時的相位角度，根據預定的策略來進行并網相位角度的控制，即當三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差在設定范圍內時，驅動整流側變流器并入電網，此時整流側變流器三相輸出電壓的幅值與電網三相電壓幅值的差值最小，并網沖擊電流也較小。因此，本實施例中的整流側變流器的柔性并網方法，通過選擇合適的三相相電壓信號相位角度來驅動整流側變流器并網，可以有效減少整流側變流器并網過程中的沖擊電流，實現柔性并網的目的。

具體的，參照圖2所示，在一種可選的實施方式中，獲取電網實時輸入的三相相電壓的過程包括：

步驟S111，實時采集電網的任意兩個線電壓信號；

步驟S112，對所述線電壓信號進行調理；

步驟S113，對調理后的線電壓信號進行模數轉換，生成數字線電壓信號；

步驟S114，將所述數字線電壓數字信號轉換為所述三相相電壓信號。

以電梯能量回饋系統為例，由于輸入電源沒有N線，可通過采集電網線電壓信號并進行計算而得到電網實時輸入的三相相電壓信號。具體的，為了獲得電梯能量回饋系統中電網實時輸入的三相相電壓信號，可實時采集電網的任意兩個線電壓信號，例如采集RS線電壓信號和ST線電壓信號，然后對采集到的RS線電壓信號和ST線電壓信號進行調理。可選的，調理的過程包括對線電壓信號進行整形及放大的步驟。此后，再對調理后的RS線電壓信號和ST線電壓信號進行模數轉換，生成RS數字線電壓信號和ST數字線電壓信號，然后進行線相轉換，得到電網實時輸入的三相相電壓信號。

較佳的，在獲得電網實時輸入的三相相電壓信號后，對三相相電壓信號進行低通濾波處理，例如使用一階低通濾波器進行處理，可以獲得穩定的三相相電壓信號，然后計算三相相電壓信號的相位角度，并根據計算出的相位角度進行并網控制。

在一種可選的實施方式中，上述設定范圍為三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的差值的絕對值小于3°，即當計算出的相位角度與最佳切換角度的偏差小于3°時，驅動整流側變流器并入電網，這樣可以保證整流側變流器三相輸出電壓幅值與電網三相電壓幅值的差值最小，盡量減小并網沖擊電流。

圖3為整流側變流器輸出相電壓的示意圖，圖3中從左到右的曲線R、S、T依次對應于R相輸出電壓、S相輸出電壓、T相輸出電壓。當輸出相電壓幅值大于(Um為輸出相電壓峰值)時，輸出相電壓進入過調制區域。因此，對于最佳切換角度，選擇的方法是處于最佳切換角度時三相輸出電壓均未進入過調制區域，參照圖2所示，當其中一相輸出電壓處于過零點時，另外兩相輸出電壓分別為和由此可知符合最佳切換角度要求的點為電網實時輸入的三相相電壓信號中每一相相電壓信號的過零點。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡便描述，將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以采用其它順序或者同時進行。

根據上述本發明的整流側變流器的柔性并網方法，本發明還提供一種整流側變流器的柔性并網裝置，下面結合附圖及較佳實施例對本發明的整流側變流器的柔性并網裝置進行詳細說明。

圖4為本發明的整流側變流器的柔性并網裝置在一個實施例中的結構示意圖。如圖4所示，該實施例中的整流側變流器的柔性并網裝置100包括依次連接的相電壓信號獲取模塊1、相位角度確定模塊2以及并網控制模塊3。并網控制模塊3與整流側變流器4連接。其中，相電壓信號獲取模塊1用于獲取電網實時輸入的三相相電壓信號，相位角度確定模塊2用于通過坐標變換確定電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度，并網控制模塊3用于在電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差在設定范圍內時，驅動整流側變流器4并入電網。

本實施例中的整流側變流器的柔性并網裝置100是依據電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度來進行并網控制的，其中并網控制模塊3可以計算電網實時輸入的三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的偏差，如該偏差在設定范圍內，則并網控制模塊3生成驅動信號并傳輸給整流側變流器4，從而驅動整流側變流器4并入電網，此時整流側變流器4三相輸出電壓的幅值與電網三相電壓幅值的差值最小，并網沖擊電流也較小，因而能實現柔性并網的目的。

圖5為本發明的整流側變流器的柔性并網裝置在另一個實施例中的結構示意圖。如圖5所示，本實施例中的整流側變流器的柔性并網裝置200包括依次連接的相電壓信號獲取模塊1、相位角度確定模塊2以及并網控制模塊3。相電壓信號獲取模塊1包括依次連接的線電壓采集模塊11、信號調理模塊12、AD轉換模塊13以及線相轉換模塊14。

其中，線電壓采集模塊11用于實時采集電網的任意兩個線電壓信號；信號調理模塊12用于對線電壓信號進行調理；AD轉換模塊13用于對調理后的線電壓信號進行模數轉換，生成線電壓數字信號；線相轉換模塊14用于根據線電壓數字信號進行線相轉換，獲得電網實時輸入的三相相電壓信號。

以電梯能量回饋系統為例，由于輸入電源沒有N線，相電壓信號獲取模塊1可通過采集電網線電壓信號并進行計算而得到電網實時輸入的三相相電壓信號。具體的，為了獲得電梯能量回饋系統中電網實時輸入的三相相電壓信號，線電壓采集模塊11實時采集電網的任意兩個線電壓信號，例如采集RS線電壓信號和ST線電壓信號，然后信號調理模塊12對采集到的RS線電壓信號和ST線電壓信號進行調理。可選的，信號調理模塊12對線電壓采集模塊11輸出的線電壓信號進行整形及放大。此后，AD轉換模塊13再對信號調理模塊12輸出的RS線電壓信號和ST線電壓信號進行模數轉換，生成RS數字線電壓信號和ST數字線電壓信號，并傳輸給線相轉換模塊14。線相轉換模塊14依據RS數字線電壓信號和ST數字線電壓信號進行線相轉換，得到電網實時輸入的三相相電壓信號，并輸出給相位角度確定模塊2。

較佳的，仍參照圖5所示，本實施例中的整流側變流器的柔性并網裝置200，還包括連接在線相轉換模塊14與相位角度確定模塊2之間的低通濾波模塊15，低通濾波模塊15用對線相轉換模塊14輸出的三相相電壓信號進行低通濾波處理，輸出穩定的三相相電壓信號至相位角度確定模塊2。在一種可選的實施方式中，低通濾波模塊15為一階低通濾波器。

在一種可選的實施方式中，上述設定范圍為三相相電壓信號的相位角度與最佳切換角度的差值的絕對值小于3°，當并網控制模塊3判定相位角度確定模塊2輸出的相位角度與最佳切換角度的偏差小于3°時，向整流側變流器4輸出驅動信號，從而驅動整流側變流器4并入電網，這樣可以保證整流側變流器4三相輸出電壓幅值與電網三相電壓幅值的差值最小，減小并網沖擊電流，實現柔性并網的目的。

上述整流側變流器的柔性并網裝置可執行本發明實施例所提供的整流側變流器的柔性并網方法，具備執行方法相應的功能模塊和有益效果。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。