[发明专利]用于电力系统中的快速总线转换的方法和系统

说明书

提供一种方法，用于利用智能电子装置（IED）通过使用电力系统中的第一子功率系统（100）和第二子功率系统（120）之间的至少一个开关装置（140，160）将第一子功率系统与第二子功率系统同步和连接。该方法包括IED监视供电参数，如电压量值（310，320）、相位（325）和如第一子功率系统和第二子功率系统中的电压和相位差的其他导出参数以识别其中两个子系统具有可接受的量值和相位之差的快速总线转换的至少一个情况。根据识别的一个情况，IED使相移或/和电压量值校正得以执行以期在识别的情况下连接时将供电同步。操作该开关装置（130，160）以在识别的情况下执行连接以进行高效且快速的总线转换。还提供一种同步系统。

技术领域

本发明一般涉及功率管理系统的领域，更确切地来说涉及将功率系统中用于快速总线转换的供电同步的方法。

背景技术

在工业功率系统中，高速总线转换系统（HSTS）方案被应用于在扰动期间将重要负载从一个电源转换到另一个电源。在正常运行状况下，负载，主要是感应电动机一直连接到可称为主电源的电源。主电源故障时，将负载转换到备用电源。典型地尝试尽可能快地将该负载重新连接到备用电源。这是要确保断路器电极两端的电压、频率和相位角差在同步极限内，以便减少对感应电动机和其他连接的负载的冲击。这称为“快速”转换。虽然这是最期望的转换类型，但是要实现它可能是个挑战。这是因为电动机中感应的相位电压的角度可能已经与备用电源失去同步（synch）或者没有合理的时间（如50-100mSec）可用来检查同步，并且在典型地在频率下垂时断路器闭合，并因此负载总线处的相位角变化率太快而不允许给予这种时间。

如果错失“快速”转换机会，则电动机启动进一步减慢。感应的电压相位角将进一步地偏离备用正接入的电源电压。可以尝试在偏离完成360度时，在两个电压几乎再次同相时重新同步。当偏离完成360度时的此周期称为一个滑移周期（slip cycle），且大于电源AC电源周期。重新同步仅在负载总线电压量值和频率高于临界水平时才是可能的。此方法指定为在“第一相位重合”或“同相”，并且是现有技术中公知的。

再者，如果上文条件也不满足，则电动机进一步旋转减慢，直到电压急降到非常低的电压，如20%，然后才尝试重新连接到备用电源。此方案中的难题涉及处理对连接的负载等的大启动电流冲击、机械撞击。

因此，需要具有提供负载的高效且快速转换的方法和系统。

发明内容

本发明描述用于提高成功重新连接两个电的子功率系统的概率的方法。主要应用于将供电延伸到工业系统中的重要负载，但是这些方法还可以用于EHV系统以在无可避免地丧失稳定性来等待同步之前更快速地再次同步两个主功率系统。在没有本地部件来控制要连接的两个系统的速度/频率和电压时可以应用这些方法。在此类系统中，通常等待同步条件出现，并尝试重新连接到这些系统。本发明通过使用用于相移和/或电压校正的附加组件导出能够使得彼此电压远远更早同相的一组电压来主动地修改系统相位/电压的一个或两个，从而在电力系统中，在智能电子装置（IED）的控制下提高将两个系统重新连接的机会。

在本发明的一方面中，提供一种方法，用于使用智能电子装置（IED）来同步功率以及使用在电力系统中第一子功率系统与第二子功率系统之间的至少一个开关装置来将第一子功率系统与第二子功率系统连接。该方法包括如下步骤：

a）监视第一子功率系统和第二子功率系统的供电参数；

b）使用监视的供电参数来识别用于操作至少一个开关装置的至少一个情况（instance），并选择一个情况来连接第一子功率系统和第二子功率系统；

c）使相移和/或电压量值校正得以执行以期在选定的一个情况下将第一子功率系统与第二子功率系统连接时将供电同步；以及

d）在选定的一个情况下操作开关装置将电力系统中的第一子功率系统与第二子功率系统连接。