[發明專利]交流電網相位變化檢測和補償系統和方法

有效

• 申請號: 201110363333.7
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103116074A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 公茂忠;譚卓輝;鄔雪琴;朱慧斌;大衛.史密斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 周少杰

1.一種相位變化檢測系統，其特征在于：該相位變化檢測系統包括：坐標變換裝置和相位變化檢測裝置；該坐標變換裝置被配置成用于接收一相或者多相的電網電壓反饋信號，并將該一相或者多相的電壓反饋信號變換成在靜止坐標系下的第一電壓分量信號和第二電壓分量信號；該相位變化檢測裝置連接該坐標變換裝置，該相位變化監測裝置被配置成用于接收該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號，并至少基于該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號計算出代表存在于該一相或者多相的電壓反饋信號中的相位變化的相位偏差信號。

2.如權利要求1所述的相位變化檢測系統，其特征在于：該相位變化檢測裝置包括：相位角計算單元，預處理單元，第一濾波器，第二濾波器，以及求和元件；該相位角計算單元被配置成用于接收該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號，并至少基于該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號計算出瞬時相位角信號；該預處理單元被配置成用于接收該瞬時相位角信號以及參考信號，并通過將該瞬時相位角信號和該參考信號相減以得到預處理的相位角信號；該第一濾波器被配置成用于對該預處理的相位角信號進行濾波，以提供第一濾波器輸出信號，該第一濾波器輸出信號代表不包含相位變化內容的預處理的相位角信號；該第二濾波器被配置成用于對該預處理的相位角信號進行濾波，以提供第二濾波器輸出信號，該第二濾波器輸出信號代表包含相位變化內容的預處理的相位角信號；該求和元件被配置成用于將該第二濾波器輸出信號和該第一濾波器輸出信號相減，以得到該相位偏差信號。

3.如權利要求2所述的相位變化檢測系統，其特征在于：該第一濾波器包括慢速濾波器，該慢速濾波器具有第一帶寬，以用于有效濾除該預處理的相位角信號中包含的相位偏差信號；該第二濾波器包括快速濾波器，該快速濾波器具有大于該第一帶寬的第二帶寬，以用于允許該預處理的相位角信號中包含的相位偏差信號通過。

4.一種能量轉換系統，該能量轉換系統包括：網側變流器和網側變流器控制器；該網側變流器被配置成用于將可再生能量源提供的能量轉換成適合電網的能量；該網側變流器控制器包括坐標變換裝置，相位變化檢測裝置和開關控制單元；該坐標變換裝置被配置成用于接收一相或者多相的電網電壓反饋信號，并將該一相或者多相的電壓反饋信號變換成在靜止坐標系下的第一電壓分量信號和第二電壓分量信號；該相位變化檢測裝置被配置成用于接收該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號，并至少基于該第一電壓分量信號和該第二電壓分量信號計算出代表存在于該一相或者多相的電壓反饋信號中的相位變化的相位偏差信號；該開關控制單元被配置成用于至少基于該相位偏差信號為該網側變流器產生控制信號。

5.如權利要求4所述的能量轉換系統，其特征在于：該再生能量源包括光伏能量源，該開關控制單元被配置成用于發送控制信號給該網側變流器，以使得該網側變流器輸出的交流電壓或者交流電壓與該電網保持同步。

6.如權利要求5所述的能量轉換系統，其特征在于：該相位變化檢測裝置被進一步配置成用于將該相位偏差信號與第一相位角閾值進行比較，該開關控制單元被配置成在該相位偏差信號大于該第一相位角閾值時，使該網側變流器停止運作。

7.如權利要求5所述的能量轉換系統，其特征在于：該網側變流器控制器被配置成接收代表在該網側變流器輸出端所取得的有功功率指令信號或者無功功率的指令信號；該相位變化檢測裝置還被配置成用于將該相位偏差信號與第一相位角閾值進行比較；該相位角檢測器還進一步被配置成在該相位偏差信號大于該第一相位角閾值時，限制該有功功率指令信號或者該無功功率指令信號。

8.如權利要求4所述的能量轉換系統，其特征在于：該坐標變換裝置還被配置成將該一相或者多相的電壓反饋信號變換成在旋轉坐標系下的q軸電壓信號；該網側變流器控制器包括鎖相環裝置和第一求和元件，該鎖相環裝置被配置成根據q軸電壓指令信號調節該坐標變換裝置產生的q軸電壓信號，并產生參考相位角信號；該第一求和元件被配置成將該參考相位角信號和該相位偏差信號相加，以得到復合瞬時相位角信號。