[发明专利]逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置

说明书

本发明提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，在对逆变器进行交流合闸操作之前，先根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；再控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压，以补偿交流开关两端之间的共模电压差；然后再控制逆变器实现交流合闸，则可避免共模冲击电流的出现；因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置。

背景技术

在新能源并网发电系统，比如光伏发电、风力发电、储能系统等中，由逆变器来执行能量传送和能量转换的任务。如图1所示，在逆变器内部，其交流滤波器与电网接口之间通常设置有继电器、接触器等机械式交流开关，闭合该交流开关，即实现交流合闸，可以使逆变器连接电网，进而实现能量转换和传送。

为了避免闭合交流开关时两边的电压差引起冲击电流，可以在交流开关闭合前，逆变器先通过其DC/AC变换器在其交流电容(即该交流滤波器的差模电容)上生成与电网电压的频率、相位、幅值均对应相同的电压波形，然后再闭合该交流开关。

但是，上述方案仅能够抑制差模冲击电流，若在闭合该交流开关之前，其两端存在共模电压差，则在闭合时仍然会存在共模冲击电流。在带有交流电容引回直流侧的逆变器拓扑中，比如图1所示的交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器中，交流合闸时的共模冲击电流如虚线所示，会依次经过交流电容、直流母线电容、直流对地等效电容(如Y电容)和/或寄生电容(图1中统一以C1进行表示)到地，再由地通过电网、RCD(ResidualCurrent Device，剩余电流装置)和交流开关再次回到交流侧，相应的电流环路并不经过交流电感(即该交流滤波器中的电感)，因此冲击电流将会非常大；并且，发电系统对地等效电容(如Y电容)以及寄生电容越大，共模冲击电流越大。而共模冲击电流可能触发外部漏电流保护器(即图1中的RCD)动作，导致逆变器脱网，也可能对逆变器的控制系统和驱动波形造成瞬时干扰，导致逆变器运行故障。

发明内容

本发明提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，以避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，包括：

在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到所述逆变器中交流电容上待补偿的补偿电压；

控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压；

控制逆变器实现交流合闸。

优选的，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压之后，或者，控制所述逆变器中的DC/AC变换器在所述交流电容上产生所述补偿电压的同时，还包括：

根据采集得到的交流端口电压，控制所述逆变器中的DC/AC变换器使所述交流电容上的电压波形与所述交流端口电压的波形相同。

优选的，所述补偿电压的计算式为：

Vc＝V2/2+V1-V3；

其中，Vc为所述补偿电压，V1为所述逆变器的直流母线负极对地电压，V2为所述逆变器直流母线上的电压，V3为所述逆变器的交流端口对地平均电压。

优选的，所述补偿电压的计算式为：