[发明专利]一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法及系统在审

专利信息
申请号: 202210655406.8 申请日: 2022-07-19
公开(公告)号: CN115021234A 公开(公告)日: 2022-09-06
发明(设计)人: 陈志伟;阚正宇;王跃鹏;秦悦;李浩楠;周其沛 申请(专利权)人: 合肥工业大学
主分类号: H02H9/04 分类号: H02H9/04
代理公司: 郑州中鼎万策专利代理事务所(普通合伙) 41179 代理人: 林新园
地址: 230000 安*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 电网 模拟器 变压器 涌流 抑制 方法 系统
【说明书】:

发明提供一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法与系统,属于电网模拟器技术领域,具体包括:采用电压测量装置对逆变器输出的电压进行测量得到测量电压,采用磁场测量装置对变压器的实时磁通测量得到实时磁通量,采用电流测量装置对逆变器输出的电流进行实时测量得到测量电流;当测量电压的跌落量大于第一阈值时,记录此时的实时磁通量,当跌落完成时,根据跌落完成时的实时磁通量、变压器的最大饱和磁通,以及逆变器指令电压的电压角速度和电压有效值,确定此时的补偿电压,对逆变器的指令电压进行补偿,直到逆变器的输出电压大于第二阈值或者输出电压升高的时间大于第三阈值时停止补偿,从而使得电网模拟器的变压器励磁涌流得到有效抑制。

技术领域

本发明属于电网模拟器技术领域,具体涉及一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法及系统。

背景技术

在研究分布式发电系统时,其在电网故障条件下的适应性和对电网的支撑能力尤为重要。然而,电网故障的发生是随机性事件,很难预测故障发生时间和类型,且极易造成更多的设备损坏。于是,迫切需要一种专门的设备来精确模拟电网的各种状态(正常状态和非正常状态),诸如电压变动、频率偏移和波形畸变等,在新能源电力电子设备并网前进行必要工况的测试工作,确保分布式发电系统符合相关标准和要求,这种专门的测试设备工程中称为电网状态模拟设备,即电网模拟器。在容量较大的电网模拟器中,逆变器与变压器直接相连,当电网模拟器进行电网故障模拟时,由于逆变器输出电压的波动,变压器内部的磁场不会随着电压的波动而随之立刻变化,会残留一部分的剩磁,因此当逆变器输出电压波动情况较为剧烈时,此时输出电压的磁通与变压器的剩磁就有可能叠加到一起,从而导致变压器的磁芯饱和,产生严重的励磁涌流,对于逆变器的开关管和变压器本身都有可能会产生损害。

对电网逆变器进行抑制时最为常用的方法为添加限流电路和串联变压器设计进行改良。增加变压器的额定磁链,使其远高于原磁链,这不仅能够对励磁涌流进行高效抑制,而且也能够合理控制其成本和体积,但是其对于现有的变压器进行改造难度较大。加装限流电路需要在串联环节逆变器和变压器两者之间,通过对串联变压器原边侧电流峰值进行控制来控制励磁涌流,造成了不必要的能源损失。在硕士论文《微电网与配电网间串联变压器磁饱和及励磁涌流抑制策略研究》中作者孙直提出了一种在静止坐标系下的励磁涌流控制方法,通过采用参考电压与变压器实际电压反馈信号做差,所得的值输入电压调节器中,得到的输出信号就是滤波电容电流参考值,将得到的参考值与滤波电容电流求差计算,所得的值输入电流调节器中,电流调节器输出信号输入到PWM发生器中,得到PWM信号,对逆变器进行控制,但是在电网模拟器领域,电压的参考信号是根据控制需求实时变化的,采用上述控制方法不能使得电网逆变器的励磁涌流得到抑制。

现有技术问题思考:变压器内部改造难度较大,电流限幅存在能量损失,传统的电压补偿不适用于电网模拟器下的励磁涌流抑制。

基于上述技术问题,需要设计一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法及系统。

为了解决上述技术问题,本发明第一方面提供了一种电网模拟器下的变压器励磁涌流抑制方法,其特征在于,具体包括:

步骤S1、采用电压测量装置对逆变器输出的电压进行测量得到测量电压,采用磁场测量装置对变压器的实时磁通进行测量得到实时磁通量,采用电流测量装置对逆变器输出的电流进行实时测量得到测量电流;

步骤S2、当所述测量电压的跌落量大于第一阈值时,记录此时的实时磁通量,跌落完成时,根据跌落完成时的实时磁通量、变压器的最大饱和磁通,以及逆变器指令电压的电压角速度和电压有效值,确定此时的补偿电压,对所述逆变器的指令电压进行补偿,直到逆变器的输出电压大于第二阈值或者输出电压升高的时间大于第三阈值时停止补偿。

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