[发明专利]一种高压变频器柔性同步投切方法

权利要求书

1.一种高压变频器柔性同步投切方法，其特征在于，所述方法应用于柔性同步投切系统中，在所述柔性同步投切系统中，工频电网依次通过高压变频器、电抗器和第一接触器连接电机，所述工频电网还通过第二接触器连接所述电机，则所述方法包括：

控制所述第一接触器闭合、所述第二接触器断开，所述高压变频器单独驱动所述电机并通过开环VF方式控制所述电机运行在电网频率；

确定所述高压变频器当前的变频器输出电压，根据所述变频器输出电压以及当前带载情况下的电抗器实时电流预估得到电抗器后端电压，所述电抗器后端电压是所述电抗器靠近所述电机一端处的电压；

控制所述高压变频器调节所述变频器输出电压直至所述电抗器后端电压与所述工频电网提供的电网电压在预定误差范围内，包括：利用电压维持控制器确定变频器输出电压的目标幅值和目标相位，所述电压维持控制器基于第一PI控制器和第二PI控制器设计，将预估得到的电抗器后端电压幅值与电网电压幅值的差值作为所述第一PI控制器的输入，以幅值调节量作为所述第一PI控制器的输出并叠加至所述电网电压幅值得到变频器输出电压的目标幅值；将所述电网电压相位与预估得到的电抗器后端电压相位的差值作为所述第二PI控制器的输入，以相位调节量作为所述第二PI控制器的输出并叠加至所述电网电压相位得到变频器输出电压的目标相位；根据确定得到的变频器输出电压的目标幅值和目标相位所述高压变频器发送控制指令为U_q＝-U_o1T、U_d＝0、θ＝θ_o1T调节变频器输出电压至对应的目标幅值和目标相位，其中，U_o1T是确定得到的变频器输出电压的目标幅值，θ_o1T是确定得到的变频器输出电压的目标相位，U_q表示所述高压变频器的q轴电压，U_d表示所述高压变频器的d轴电压，θ表示所述高压变频器的电压角；

保持所述第一接触器闭合、控制所述第二接触器闭合切入所述工频电网，并控制所述高压变频器使变频器输出电压跟踪所述工频电网提供的电网电压进行负载转移，使得所述高压变频器的输出电流减小、所述工频电网的电网电流上升；

当所述高压变频器的输出电流减小至0时，电机负载电流由高压变频器提供转换为由所述工频电网提供，则关闭所述高压变频器的电压输出，并断开所述第一接触器、保持所述第二接触器闭合使所述工频电网单独驱动所述电机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在利于所述电压维持控制器确定变频器输出电压的目标幅值和目标相位时，确定变频器输出电压的目标幅值的限幅为确定变频器输出电压的目标相位的限幅为其中U_g表示电网电压幅值，表示所述电抗器的压降幅值，w_e是所述工频电网的电网角频率，L是所述电抗器的阻抗，I_q是当前带载情况下的电抗器q轴实时电流，I_d是当前带载情况下的电抗器d轴实时电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变频器输出电压以及当前带载情况下的电抗器实时电流预估得到电抗器后端电压，包括：

预估得到电抗器后端电压幅值为预估得到第二目标相位为

其中，U_o1表示当前的变频器输出电压幅值，θ_o1表示当前的变频器输出电压相位，表示所述电抗器的压降幅值，w_e是所述工频电网的电网角频率，L是所述电抗器的阻抗，U_q表示所述高压变频器的q轴电压，U_d表示所述高压变频器的d轴电压，I_q是当前带载情况下的电抗器q轴实时电流，I_d是当前带载情况下的电抗器d轴实时电流。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在所述高压变频器单独驱动的过程中，在控制所述高压变频器调节所述变频器输出电压直至所述电抗器后端电压与所述工频电网提供的电网电压在预定误差范围内之前，所述方法还包括：

采样所述工频电网的电网电压并计算得到电网电压相位和电网电压幅值；

控制所述高压变频器渐进式调节变频器输出电压跟踪所述工频电网的电网电压相位和电网电压幅值。