[发明专利]一种同步并网系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及一种同步并网系统及方法。

背景技术

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电机的电力控制设备。它作为一种高效节能设备，广泛应用于电力、冶金、化工等行业，为节能降耗发挥了重要作用。

目前，在采用变频器实现与电网同步并网的过程中，通过变频器将电机切换至工作频率状态，使得变频器输出的三相电压与电网电压实现同频率便可实现变频器与电网的同步并网。但是在现有的采用变频器实现电机同步并网的过程中，忽略了变频器电流对同步并网的影响，以至于对变频器和电网造成了很大的电流冲击，严重影响了变频器与电网并网的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种同步并网的系统及方法，用以减小变频器和电网在并网过程中电流的冲击，保证同步并网的安全可靠。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种同步并网系统，包括：第一电压采集器、第二电压采集器、电流采集器、转速采集器、第一锁相环、第二锁相环、相位PI控制器、转速PI控制器、转矩电流PI控制器、幅值PI控制器、励磁电流PI控制器、第一变换器、第二变换器、移相脉冲调制器、变频器、第一开关电路、第二开关电路和第三开关电路；

第一电压采集器的第一端与电网相连，第一电压采集器的第二端与第一锁相环的第一端相连；第一锁相环的第二端与相位PI控制器的第一端相连；相位PI控制器的第二端与转速PI控制器的第一端相连；转速PI控制器的第二端与转矩电流PI控制器的第一端相连；转矩电流PI控制器的第二端与第一变换器的第一端相连；第一变换器的第二端与移相脉冲调制器的第一端相连，移相脉冲调制器的第二端与变频器相连；

第二电压采集器的第一端与变频器相连，第二电压采集器的第二端与第二锁相环的第一端相连；第二锁相环的第二端与幅值PI控制器的第一端相连；幅值PI控制器的第二端与励磁电流PI控制器的第一端相连；励磁电流PI控制器的第二端与第一变换器的第一端相连；第一变换器的第二端与移相脉冲调制器的第一端相连；移相脉冲调制器的第二端与变频器相连；

电流采集器的第一端与变频器相连，电流采集器的第二端与第二变换器的第一端相连；第二变换器的第二端分别与励磁电流的第一端相连及转矩电流的第一端相连；

转速采集器的第一端与电网相连，转速采集器的第二端与转速PI控制器相连；

第一开关电路的第一端与电网的第一端相连，第一开关电路的第二端与变频器的第一端相连，变频器的第二端与第二开关电路的第一端相连，第二开关电路的第二端与电网的第二端相连；

第三开关电路的第一端与电网的第一端相连，第三开关的第二端与述电网的第二端相连；

当所述变频器的输出电压和所述电网电压同频同相同幅值时，所述第三开关电路闭合，控制所述转矩电流和所述励磁电流不断减小，电机负载逐渐由所述变频器转换到所述电网，并断开所述第一开关电路和所述第二开关电路。

优选的，第一锁相环包括：

第三变换器、第一PI调节器和第一积分器；

第三变换器的第一端与第一电压采集器相连，第三变换器的第二端同时与第一PI调节器的第一端及幅值PI控制器的第一端相连，第一PI调节器的第二端与第一积分器的第一端相连，第一积分器的第二端与相位PI控制器的第一端相连。

优选的，第二锁相环包括：

第四变换器、第二PI调节器和第二积分器；

第四变换器的第一端与第二电压采集器相连，第四变换器的第二端同时与第二PI调节器的第一端及相位PI控制器的第一端相连，第二PI调节器的第二端与第二积分器的第一端相连，第二积分器的第二端与幅值PI控制器的第一端相连。

优选的，系统还包括：电感线圈，电感线圈位于变频器与第二开关电路的连接线上。

优选的，采集器具体为霍尔传感器和AD转换器。

一种同步并网方法，应用于上述的系统中，包括：

在第一开关电路和第二开关电路闭合的情况下，第一电压采集器获取电网三相电压；第二电压采集器获取变频器输出的三相电压；电流采集器获取变频器输出三相电流；转速采集器获取电机转速；

第一锁相环对电网电压进行锁相获取电网电压相位和电网电压幅值，第二锁相环对变频器电压进行锁相获取变频器电压相位和变频器电压幅值；