[發明專利]一種用于變頻器與工頻電網無沖擊切換方法

有效

• 申請號: 201610224083.1
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105871291B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 熊成林;葛興來;宋文勝;王青元
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02P27/00
• 分類號: H02P27/00;H02P1/28;H02P3/18
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張澎

1.一種用于變頻器與工頻電網無沖擊切換方法，在由變頻器、兩個變頻器輸出電壓傳感器TV1和TV2、兩個變頻器輸出電流傳感器TA1和TA2、兩個工頻電網電壓傳感器TV3和TV4以及控制變頻器投切的開關K1、控制工頻電源投切K2組成的系統中，實時測量預并網工況下電機的實時功率，根據需要將變頻器的控制方法在恒壓頻比控制軟啟動方法與直接功率控制兩者之間切換，實現了電機及其負載軟啟動及軟停機工況下工頻電網與變頻器之間無沖擊切換，包括如下的處理過程:

A、電機及其負載由變頻電源切換至工頻電源過程:

1)閉合開關K2變頻器采用常規的軟啟動方式起動，起動加速至額定速度后，利用變頻器輸出端電壓傳感器TV1和TV2、工頻電源電壓傳感器TV3和TV4實現預并網，使變頻器輸出端電壓與工頻電源電壓相位、幅值、頻率及相序完全一致；

2)待電機運行穩定后，利用變頻器輸出電壓傳感器TV1和TV2、變頻器輸出電流傳感器TA1和TA2計算當前條件下電機的實時有功功率和無功功率并作為直接功率控制模式下有功功率參考P*、無功功率參考Q*；

3)將變頻器轉為直接功率控制，直接功率控制中所需的電壓幅值信號、相位信號均為工頻電源電壓信號，直接功率控制所需的功率參考給定為P*、Q*；

4)閉合開關K1，變頻器與工頻電源并聯運行；

5)降低變頻器的功率給定至零，電機負載功率按照給定的速率向工頻電源轉移；待變頻器的輸出功率完全降為零后，斷開K2，實現變頻器的切除；

B、電機及其負載由工頻電源切換至變頻器并軟停機過程:

1)起動變頻器并采用直接功率控制，直接功率控制中所需的電壓幅值信號、相位信號均為工頻電源電壓信號，直接功率控制所需的功率參考給定均為零；

2)閉合開關K2，將變頻器與工頻電源并聯運行；

3)將變頻器的功率給定修改為電機實際功率P*、Q*，并使變頻器的實際輸出功率按照給定的速率上升，直至變頻器的實際功率達到給定值；

4)打開開關K1，切除工頻電源；

5)將變頻器的控制策略轉為恒壓頻比控制等控制方式，并實現電機的軟停機。

2.根據權利要求1所述之用于變頻器與工頻電網無沖擊切換方法，其特征在于，變頻器與電網的無沖擊并網及變頻器無流切除是通過在變頻器軟啟動完成并實現與電網同步后，將變流器切換至直接功率控制實現；所述直接功率控制方法可采用開關表直接功率控制、功率前饋直接功率控制、預測直接功率控制方法。

3.根據權利要求2所述之用于變頻器與工頻電網無沖擊切換方法,其特征在于,所述變頻器直接功率控制下變頻器的功率設定，在與電網并聯時，變頻器的功率給定為變頻器運行于預并網狀態時，由傳感器電壓傳感器TV1和TV2、電流傳感器TA1和TA2實時測量計算得到的數值，也即電機給定工況下的實時功率；在需要將變頻器切除時，將變頻器直接功率給定值由電機額定工況給定值降為零，然后再切除變頻器。

4.根據權利要求2所述之用于變頻器與工頻電網無沖擊切換方法,其特征在于,變頻器功率給定值從電機額定工況的實時功率降為零的速率是根據電機的額定功率、變頻器切除時間設定的。