[發明專利]逆變器交流合閘共模沖擊電流抑制方法及其應用裝置

有效

• 申請號: 201910429029.4
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110048588B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 俞雁飛;倪華;柏楊;方舒
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M7/48;H02J3/38
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發明提供的逆變器交流合閘共模沖擊電流抑制方法及其應用裝置，在對逆變器進行交流合閘操作之前，先根據實時采集得到的交流端口對地電壓、逆變器對地共模電壓以及交流開關跨接電壓中的至少一個，計算得到所述逆變器中交流電容上待補償的補償電壓；再控制所述逆變器中的DC/AC變換器在所述交流電容上產生所述補償電壓，以補償交流開關兩端之間的共模電壓差；然后再控制逆變器實現交流合閘，則可避免共模沖擊電流的出現；因此解決了交流合閘時共模沖擊電流導致的外部漏電流保護器誤觸發脫扣問題以及對控制系統的瞬態干擾問題。

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，特別涉及一種逆變器交流合閘共模沖擊電流抑制方法及其應用裝置。

背景技術

在新能源并網發電系統，比如光伏發電、風力發電、儲能系統等中，由逆變器來執行能量傳送和能量轉換的任務。如圖1所示，在逆變器內部，其交流濾波器與電網接口之間通常設置有繼電器、接觸器等機械式交流開關，閉合該交流開關，即實現交流合閘，可以使逆變器連接電網，進而實現能量轉換和傳送。

為了避免閉合交流開關時兩邊的電壓差引起沖擊電流，可以在交流開關閉合前，逆變器先通過其DC/AC變換器在其交流電容(即該交流濾波器的差模電容)上生成與電網電壓的頻率、相位、幅值均對應相同的電壓波形，然后再閉合該交流開關。

但是，上述方案僅能夠抑制差模沖擊電流，若在閉合該交流開關之前，其兩端存在共模電壓差，則在閉合時仍然會存在共模沖擊電流。在帶有交流電容引回直流側的逆變器拓撲中，比如圖1所示的交流電容引回直流母線中點的三相T型三電平逆變器中，交流合閘時的共模沖擊電流如虛線所示，會依次經過交流電容、直流母線電容、直流對地等效電容(如Y電容)和/或寄生電容(圖1中統一以C1進行表示)到地，再由地通過電網、RCD(ResidualCurrent Device，剩余電流裝置)和交流開關再次回到交流側，相應的電流環路并不經過交流電感(即該交流濾波器中的電感)，因此沖擊電流將會非常大；并且，發電系統對地等效電容(如Y電容)以及寄生電容越大，共模沖擊電流越大。而共模沖擊電流可能觸發外部漏電流保護器(即圖1中的RCD)動作，導致逆變器脫網，也可能對逆變器的控制系統和驅動波形造成瞬時干擾，導致逆變器運行故障。

發明內容

本發明提供一種逆變器交流合閘共模沖擊電流抑制方法及其應用裝置，以避免由于逆變器交流合閘時共模沖擊電流導致逆變器脫網和運行故障的問題。

為實現上述目的，本申請提供的技術方案如下：

本發明一方面提供一種逆變器交流合閘共模沖擊電流抑制方法，包括：

在對逆變器進行交流合閘操作之前，根據實時采集得到的交流端口對地電壓、逆變器對地共模電壓以及交流開關跨接電壓中的至少一個，計算得到所述逆變器中交流電容上待補償的補償電壓；

控制所述逆變器中的DC/AC變換器在所述交流電容上產生所述補償電壓；

控制逆變器實現交流合閘。

優選的，控制所述逆變器中的DC/AC變換器在所述交流電容上產生所述補償電壓之后，或者，控制所述逆變器中的DC/AC變換器在所述交流電容上產生所述補償電壓的同時，還包括：

根據采集得到的交流端口電壓，控制所述逆變器中的DC/AC變換器使所述交流電容上的電壓波形與所述交流端口電壓的波形相同。

優選的，所述補償電壓的計算式為：

Vc＝V2/2+V1-V3；

其中，Vc為所述補償電壓，V1為所述逆變器的直流母線負極對地電壓，V2為所述逆變器直流母線上的電壓，V3為所述逆變器的交流端口對地平均電壓。

優選的，所述補償電壓的計算式為：