[发明专利]一种可变频率变压器故障穿越控制方法及电路

说明书

本发明涉及一种可变频率变压器故障穿越控制方法及电路，通过控制定子侧串联三相变换器的输出电压，达到以下效果：(1)维持直流母线电压稳定；(2)维持对无功功率的控制能力；(3)抑制定子负序电压；通过控制转子侧串联三相变换器的输出电压，抑制转子负序电压。与采用一个并联三相变换器和一个串联三相变换器的技术方案相比，本发明没有新增任何设备，定子和转子电压均可控，电磁转矩、有功功率和无功功率的波动得到彻底抑制；与采用两个并联三相变换器和两个串联三相变换器的技术方案相比，本发明无需并联三相变换器即可实现可变频率变压器的故障穿越控制，将故障穿越电路的三相变换器数量由4个减少至2个，大幅度降低了系统成本。

技术领域

本发明涉及电网异步互联技术领域，更具体地，涉及一种可变频率变压器故障穿越控制方法及电路。

背景技术

随着电力系统中不平衡负载的大量使用，电压不平衡现象发生在输电线中的可能性逐渐增大。可变频率变压器的定子绕组和转子绕组分别连接两组输电线，因而可变频率变压器的两侧电网电压会发生不平衡。

当可变频率变压器的两侧电网发生三相电压不平衡故障时，流过可变频率变压器的电流将会三相不平衡。三相不平衡的电压和电流之间相互作用，会导致可变频率变压器的电磁转矩、有功功率和无功功率产生二倍转子旋转电角速度、二倍定子同步角速度和二倍转子同步角速度的波动。电磁转矩的波动会降低机械系统的寿命，有功功率和无功功率的波动会降低电力系统的电能质量。

现有两种技术应对可变频率变压器的两侧电网同时发生三相电压不平衡故障。

一种技术是采用一个并联三相变换器和一个串联三相变换器。并联三相变换器为串联三相变换器提供稳定的电源，串联三相变换器对左边的电压不平衡进行控制。如图1所示。

另一种技术是采用两个并联三相变换器和两个串联三相变换器。并联三相变换器为两个串联三相变换器提供稳定的电源，两个三相变换器分别对左右两边的电压不平衡进行控制。如图2所示。

第一种现有技术中，采用一个串联三相变换器解决左右两边的不平衡问题。但是由于转子电压无法控制，电磁转矩、有功功率和无功功率的波动没有得到彻底抑制。

第二种现有技术中，采用两个串联三相变换器分别解决左右两边的不平衡问题。但是需要并联三相变换器提供稳定的电源，导致故障穿越电路的成本过高。

发明内容

本发明为克服上述现有技术很难彻底抑制电磁转矩、有功功率和无功功率的波动同时降低故障穿越电路的成本的缺陷，提供一种可变频率变压器故障穿越控制方法及电路。

所述方法包括对定子侧串联三相变换器进行控制和对转子侧串联三相变换器进行控制；

定子侧串联三相变换器的控制方法包括以下步骤：

步骤(1-1)：利用电压传感器采集定子侧电网电压u_sgabc、定子电压u_sabc、定子侧串联三相变换器电压u_scc1abc和直流电容电压V_dc；利用电流传感器采集定子电流i_sabc和定子侧串联三相变换器电流i_scc1abc。

步骤(1-2)：将定子侧电网电压u_sgabc、定子电压u_sabc、定子侧串联三相变换器电压u_scc1abc、定子电流i_sabc和定子侧串联三相变换器电流i_scc1abc进行处理，定子无功功率Q_s、定子侧串联三相变换器正序电流直流分量和定子负序电压直流分量