[发明专利]用于近似地确定变压器的高压侧上的电压的方法和设备

说明书

本发明涉及一种基于测量到的变压器(4)的低压侧上的电压近似地确定变压器(4)的高压侧上的电压的方法。该方法具有以下步骤：测量变压器(4)的低压侧上的三角电压(u_Δ)和串电压(uγ)以及相角(Φγ)；将低压侧上的串电压(uγ)和相角(Φγ)变换成正序系统或负序系统的正序系统电压和负序系统电压(u^*₊,u^*_‑)以及相角(Φ^*₊,Φ^*_‑)；从低压侧上的正序系统或负序系统的正序系统电压和负序系统电压(u^*₊,u^*_‑)以及相角(Φ^*₊,Φ^*_‑)确定高压侧上的正序系统或负序系统的正序系统电压和负序系统电压(u^*₊,u^*_‑)以及相角(Φ^*₊,Φ^*_‑)；从测量到的低压侧上的三角电压(u_Δ)和串电压(uγ)以及相角(Φγ)确定高压侧上的零序系统的零序系统电压(u^*₀)和相角(Φ^*₀)的估计值；以及将正序系统电压、负序系统电压和零序系统电压(u^*₊,u^*_‑,u^*₀)以及相角(Φ^*₊,Φ^*_‑,Φ^*₀)变换成变压器(4)的高压侧上的串电压和/或三角电压。本发明还涉及一种被配置用于执行该方法的设备。

本发明涉及一种基于测量到的变压器的低压侧上的电压近似地确定变压器的高压侧上的电压的方法。本发明还涉及一种适于执行所述方法的设备，特别是作为逆变器的一部分的设备。

逆变器在供电系统，例如光伏系统(PV系统)中使用，并且用于将直流电转换成适于馈入到供电网中的符合电网要求的交流电流。如果期望或者基于某些供电网的准则和法律条例要求供电网与逆变器之间电流隔离，则在逆变器的交流电流输出端与供电网之间布置变压器。

特别地，在直接连接至中压电网的大型光伏系统中，使用变压器至关重要。例如，根据标准规范“IEEE 1547”，要求供电网的故障状态可以在供电系统内被探测到，并且供电系统在识别到特定的故障状态之后对此做出反应并且例如与电网断开。这种故障状态例如是变压器的高压侧上的短路。具体地，提出了探测超过和/或低于导线对导线电压(也被称为三角电压)和/或导线对接地电压(也被称为串电压)的预定值，以便推导出故障状态并且根据需要与逆变器的馈入行为(Einspeiseverhalten)相匹配。在此要想到的是，某些类型的变压器在高压侧不具有零线，或者零线不被进一步引导至低压侧，因此不传输任何零序系统(Nullsystem)电压，这代表信息丢失。

为了可以实现馈入行为的所需的变化，了解变压器的高压侧上的各种导线对导线电压以及导线对接地电压是前提条件。

然而，由于电压水平高，因此在测量技术上检测这些电压可能非常麻烦且成本高，例如如果变压器在其高压侧与电压在20kV(千伏)范围内的中压电网连接时。因此，在一些电网系统中，允许逆变器的馈入行为依赖于变压器的低压侧上的电压水平。然而，特别是在不传输零序系统电压的变压器类型中，变压器的低压侧上的电压情况不足以反映变压器的高压侧上的电压情况。在这种情况下，直接基于变压器的低压侧上的电压测量结果执行的故障确定不一定能正确地探测到变压器的高压侧上出现的故障。为了正确地探测故障，尽可能准确地了解变压器的高压侧上的电压情况是绝对必要的。