[发明专利]用于电压崩溃状况检测和控制的系统和方法

说明书

技术领域

本发明公开的实施方式涉及系统和方法，特别涉及一种可用来对电压崩溃状况进行检测的系统和方法。

背景技术

包括诸如光伏发电装置，风能发电装置等在内的能量转换系统，逐渐被发展成用于取代传统的发电装置，例如基于化石燃料的发电装置等。至少一部分已知的能量转换系统被设置成进行并网连接，其可以将从例如可再生能量源等获得的能量转换成满足电网要求的能量，例如具有特定的电压和频率等，并将转换后的能量馈入电网。通常，这样的能量转换系统需要具备的其中一个特征或者功能是能够给电网提供无功支持，因为通过实时控制或者调节该能量转换系统输出的无功功率的大小，可以维持电网电压的稳定。然而，当与该能量转换系统所连接的电网为弱电网或者极弱电网时，该能量转换系统在正常运行时存在一个不稳定的电压工作范围，并且，在这个不稳定电压范围内进行无功功率调节时，可能会造成输出电压失控，或者导致电压崩溃状况（Voltage collapse condition）发生。

因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题或者技术需求。

发明内容

有鉴于上面提及之技术问题或者技术需求，本发明的一个方面在于提供一种能量转换系统，该能量转换系统包括变流器装置和变流器控制器。该变流器装置被配置成用于将能量源提供的输入能量转换成输出能量，该输出能量包括有功功率和无功功率。该变流器控制器与该变流器装置连接，该变流器控制器被配置成用于调节该变流器装置输出的有功功率和无功功率的大小。该变流器控制器包括电压崩溃检测模块，该电压崩溃检测模块被配置成用于检测该能量变换系统在运行时是否存在至少一个电压崩溃状况。

在一些实施方式中，在此提供的能量转换系统中，该电压崩溃检测模块还被配置成通过检测该变流器装置输出的无功功率和交流电压之间的关系来确定该至少一个电压崩溃状况是否存在。该电压崩溃检测模块检测到该输出无功功率随该输出交流电压呈非单调变化时，该电压崩溃检测模块提供第一标志信号以提示该至少一个电压崩溃状况存在。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该电压崩溃检测模块检测到该至少一个电压崩溃状况时，该变流器控制器还被配置成发送控制信号给该变流器装置，以使得该变流器装置在该控制信号的作用下将该变流器装置输出的有功功率从正常有功功率值降低到比该正常有功功率值小的数值。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该控制器还被配置成在该电压崩溃检测模块没有检测到该至少一个电压崩溃状况时，发送更新的控制信号给该变流器装置，以使得该变流器装置在该更新的控制信号的作用下输出正常有功功率值。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该控制器还包括修正单元，该修正单元至少根据该第一标志信号产生有功功率修正信号或者直流母线电压修正信号，该有功功率修正信号或者该直流母线电压修正信号用于通过一定的方式分别修正有功功率指令信号或者直流母线电压指令信号，以使得该变流器装置输出的有功功率降低到低于正常有功功率的数值。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该控制器还包括修正单元，该修正单元至少根据该第一标志信号产生相位角修正信号，该相位角修正信号用于通过一定的方式修正正常的相位角指令信号，以使得该变流器装置输出的有功功率降低到低于正常的有功功率值。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该控制器还包括下沉单元，该下沉单元至少基于该正常的相位角指令信号和经修正后的相位角指令信号产生下沉补偿信号，该下沉补偿信号用于补偿有功功率指令信号或者直流母线电压指令信号。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该控制器还包括修正单元，该修正单元至少根据该第一标志信号产生d轴电流修正信号，该d轴电流修正信号用于通过一定的方式修正d轴电流指令信号，以使得该变流器装置输出的有功功率降低到低于正常有功功率的数值。

在一些实施方式中，在提供的能量转换系统中，该电压崩溃检测模块还被配置成通过检测q轴电流和该变流器装置输出的交流电压之间的关系来确定该至少一个电压崩溃状况是否存在；该电压崩溃检测模块检测到该q轴电流随该输出无功功率呈非单调变化时，该电压崩溃检测模块提供第一标志信号以提示该至少一个电压崩溃状况存在。