本发明适用于电网发生深度、浅度、长短时故障等一系列对敏感性负荷造成危害的故障场景。可应用于该场景下的快速电压调节装置,是一种抑制多机并联环流、实现功率均分的有效控制策略。
背景技术:
1、随着新能源的快速发展,分布式电源大量入网,给电力系统带来了谐波污染的电能质量问题。而串联电压调节装置与传统的带超级电容的并联型电压调节装置相比,具有成本低,安全性高、响应快等优点,因此采用串联电压调节装置已成为电压补偿的一种重要趋势。
2、由于电压调节装置应用场景逐渐广泛,不同容量的负载场景所需求的电压调节装置功率要求有所不同,随即对针对性功率场景的电压调节装置需求越来越具有多样性。所以模块化多机并联电压调节装置针对上述问题应运而生,为电力电子设备带来了设备灵活扩容、安装方便,避免了传统方案中研发时间长,成本昂贵,设备容量参差不齐。在传统多机并联方案中,存在着环流以及多系统谐振问题,在晶振时钟不同步时多机晶闸管关断不同步导致的暂态过流短路问题屡见不鲜。
技术实现思路
1、本发明提出的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,可以有效使得电压调节装置多模块并联,快速补偿故障所需的电压。在抑制并联环流问题的同时,抑制了在低带宽通信场景中高通信延时所带来的并联不稳定问题。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
3、根据所述电流传感器,测量得到功率变换电路的输出电流il,abc、晶闸管电流iscr,abc,根据所述电压传感器,测量得到电网电压vg,abc;
4、所述控制器用于接收电流、电压传感器信息,所述电网电压信息用于指示快速电压调节装置主机是否进入所述控制器补偿阶段,所述主控制器向从控制器发送补偿启动指令,所述主从控制器分别独立确定晶闸管关断电压参考vscr,ref;
5、所述主从控制器根据测量得到的功率变换电路输出电流il,abc,通过所述比例谐振控制器,得到快速电压调节装置主从机分别需要的晶闸管关断输出电流参考il,ref_master、il,ref_master;
6、所述主从控制器基于分别获得的调制波vout_master、vout_slave通过所述正弦脉宽调制器,得到快速电压调节装置主从机的晶闸管挂断控制信号。
7、所述主从控制器根据测量得到的晶闸管电流iscr,abc,确定晶闸管关断状态,若所述主控制器本地晶闸管已关断,同时接收到所述从机控制器晶闸管已关断信号,主机进行与快速电压调节装置从机电流分配,确定所述功率变换电路需要补偿的电压参考值vref;并进一步将电压参考值vref进行帕克变换为vref,d、vref,q。
8、所述从控制器根据测量得到的电网电压相位θg,abc,进行帕克反变换得到vref,slave;
9、所述主从控制器根据测量得到的功率变换电路输出电流il,abc,通过所述比例谐振控制器,得到快速电压调节装置主从机分别需要补偿的输出电流参考il,ref_master、il,ref_slave;并进一步将电流参考值il,ref_slave进行帕克变换为il,ref_slave,d、il,ref_slave,q。
10、所述从控制器根据测量得到的电网电压相位θg,abc,进行帕克反变换得到il,ref_slave;
11、所述主从控制器根据所述计算得到的输出电压参考vref,与计算得到的输出电流参考il,ref_master、il,ref_master;通过所述内环控制器,得到快速电压调节装置主从机分别需要补偿的调制比mabc,mster,mabc,slave;
12、所述主从控制器基于分别获得的调制波vout_master、vout_slave通过所述正弦脉宽调制器,得到快速电压调节装置主从机的补偿电压控制信号。在抑制并联环流问题的同时,抑制了在低带宽通信场景中高通信延时所带来的并联不稳定问题。该方法提供了一种由单一主机模块通过计算补偿电压参考,并将幅相特性参考信号下发至多个模块化从机,各模块化设备再同时计算补偿电流参考。进而促进模块化电压调节装置从根本上消除了大功率敏感性负载下电压故障带来的负面影响,能够进一步解决目前低压配电网发生电压故障进而导致供电设备故障等所带来的问题,并且该方法有较高的适用性和推广性。与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是
13、1、应用本发明提出的设备方案,可以有效使得电压调节装置多模块并联,快速补偿故障所需的电压,避免了敏感性设备的损坏。
14、2、本发明提出的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,可以在保证在多模块多机并联场景下有效抑制并联环流问题的发生。
15、3、本发明提出的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,在传统有通信线方案中,由于通信延迟导致的系统不稳定、产生环流等问题。有效抑制了在低带宽通信场景中高通信延时所带来的并联不稳定问题。
1.一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,包括:所述快速电压调节装置包括:控制器、功率变换电路、滤波器、电流传感器、电压传感器和投切晶闸管;所述功率变换电路的第一端与所述控制器的输出端、低压配电网相连,所述功率变换电路的第二端与电流传感器的第一端相连,电流传感器的第二端与所述滤波器的第一端相连,所述滤波器的第二端与投切晶闸管第一端相连,所述投切晶闸管的第二端与所述低压配电网相连,所述快速电压调节装置与交流配电网串联,在功率变换电路输出电压传感器,所述投切晶闸管电流传感器的第一端,电流传感器的第二段连接至敏感性负荷侧。
2.一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,包括:根据所述电流传感器,测量得到功率变换电路的输出电流il,abc、晶闸管电流iscr,abc,根据所述电压传感器,测量得到电网电压vg,abc;
3.根据权利要求2所述的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,所述控制器基于测量得到电网电压vg,abc结合基于二阶广义积分器的锁相环得到的电网电压幅值vg,m和电网电压相位θg,abc包括以下步骤:
4.根据权利要求2所述的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,所述控制器用于接收测量得到的闸管电流iscr,abc,,通过权利要求2所述控制器,得到快速电压调节装置需要补偿的晶闸管关断电压参考vscr,ref;,再将总电流参考il,ref均分下发至各所述从机控制器。包括以下步骤:所述主机控制器接收测量得到的功率变化电路输出电压vc,abc,主从控制器独立运行晶闸管关断控制,输出到快速电压调节装置需要补偿的晶闸管关断电压参考vscr,ref,如下式(3):
5.根据权利要求2所述的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,所述控制器还用于接收测量得到的功率变化电路输出电压vc,abc,通过权利要求2所述比例谐振控制器,得到快速电压调节装置需要补偿的输出总电流参考il,ref,再将总电流参考il,ref均分下发至各所述从机控制器。包括以下步骤:所述主机控制器接收测量得到的功率变化电路输出电压vc,abc,用比例谐振控制器gpr(z),到快速电压调节装置需要补偿的输出总电流参考il,ref,如下式(4):
6.根据权利要求2所述的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,所述主从控制器分别根据测量得到的功率变换电路输出电流il,abc,通过所述内环控制器,施加所述内环阻抗,得到内环控制器输出的参考电流iref,abc;如下式:
7.根据权利要求2所述的一种模块化快速电压调节装置并联方法及系统,其特征在于,所述控制器还用于控制功率变换电路需要补偿的电压参考值vref;,通过权利要求6计算得到的iref,abc,所述得到变换器的调制波vout,:
