[发明专利]一种快速开关的选相控制方法

说明书

一种快速开关的选相控制方法。考虑投切设备的负荷特性，当快速开关控制模块在接收到闭合指令后，首先判断电网电压实时相位角θ_g是否等于分相固定峰谷值角度θ_ref：和如果满足判断条件，则控制模块输出的分相驱动信号Drive_A、Drive_B或Drive_C置为1，驱动快速开关分相闭合，实现精准切换。

技术领域

本发明涉及一种快速开关的控制方法。

背景技术

联网型微电网系统通过配电切换设备与大电网连接，具有并网和离网两种运行模式，为确保网内重要负荷可靠供电，需要实现快速切换。目前围绕快速切换控制策略的研究主要以电压故障检测和模式切换控制策略为主。专利CN102983593A公开了一种采用主从控制策略实现模式切换控制的方法。专利CN105429167A公开了一种基于电压瞬时值和频率判断相结合的电压故障判断方法。

对于快速开关本体当接收到投切指令即动作，没有考虑投切设备的负荷特性，如容性或感性设备在不同投切相位角出现的暂态过电压和涌流，虽然不会出现故障停机，但对设备的绝缘和寿命已产生影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，综合考虑投切设备的负荷特性，提出一种快速开关的选相控制方法。本发明通过实时检测电网电压角度，与固定峰谷值角度对比，再控制快速开关分相动作，同时避免频率波动及波形畸变对开关动作的影响，实现快速开关的精准切换。

典型的微电网系统由储能系统、负荷、分布式电源系统、电网和配电切换设备等组成。应用本发明的配电切换设备包括输入断路器、快速开关、输出断路器以及控制模块。快速开关的一端经由输入断路器与电网连接，快速开关的另一端经由3个输出断路器分别与储能系统、负荷和分布式电源系统连接。所述的控制模块输入端为电压电流采样值和闭合指令，输出端为快速开关的驱动信号和状态反馈。

本发明实现快速开关选相控制的方法步骤如下：当控制模块接收到闭合指令后，首先判断电网电压实时相位角θ_g是否等于分相固定峰谷值角度θ_ref，如果电网电压实时相位角θ_g等于分相固定峰谷值角度θ_ref，则快速开关控制模块输出的分相驱动信号Drive_A、Drive_B或Drive_C置为1，驱动快速开关分相闭合，实现精准切换。

所述的电网电压实时相位角θ_g采用软件锁相环方法实时获取。首先对电网电压采样值进行Clark和Park变换得到q轴电压u_q，q轴电压u_q经过PI调节器输出角频率，对角频率积分得到电网电压实时相位角θ_g。

所述的分相固定峰谷值角度θ_ref由正弦波特性分析可知，三相电压波形在一个周期内存在6个峰谷值点，且为固定值序列，以A相电压定向旋转时数值分别为和

所述的分相驱动信号依据判断条件输出，具体判断方法如下：

1)当电网电压实时相位角或时，快速开关A相驱动信号Drive_A＝1；

2)当电网电压实时相位角或时，快速开关B相驱动信号Drive_B＝1；

3)当电网电压实时相位角或时，快速开关C相驱动信号Drive_C＝1；

所述的快速开关采用可控型电力电子器件构成，也称为固态开关，如半控型器件晶闸管或全控型器件IGBT等，典型的动作时间为us级可忽略，无需考虑动作延时补偿。