[发明专利]一种背靠背柔性合环开关状态切换方法

权利要求书

1.一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

柔性合环开关运行时，中间直流环节电压保持恒定，强电网侧的变流器为定直流侧电压控制模式，即为U_dcQ模式；另一侧变流器在并网状态下，工作在电流源模式，即为PQ模式；

1)若运行于PQ控制模式下的变流器侧电网发生故障时，变流器与故障侧电网脱离从而工作在电压源模式，即为Vf模式；如果该侧电网恢复，该侧变流器由Vf模式经过与电网预同步后切换为PQ模式，运行于U_dcQ控制模式下的变流器不需要变动；

2)若运行于U_dcQ控制模式下的变流器侧电网失电，此时该侧应由U_dcQ模式切换至Vf模式；而另一侧变流器应由PQ模式切换至U_dcQ模式，待到电网恢复后，重新预同步并网。

2.根据权利要求1所述的一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，其特征在于，柔性合环开关工作在三种控制模式下的电流内环控制部分是相同的，具体包括：

变流器内部需要实时记录内环控制器给定的参考值；不同模式切换时，将上一时刻记录的状态值赋予下一时刻的外环控制器的状态，使得控制器输出前后平滑过渡，减小切换过程中电流内环给定参考值的跃升；

故障隔离过程的平滑运行时，需要对电网相位进行实时检测与追踪，当发生故障时，故障侧变流器在上一时刻记录的相位值基础上继续运行，确保变流器控制器切换过程中相位的连续。

3.根据权利要求2所述的一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，其特征在于，柔性合环开关两侧电网都正常时，强电网侧变流器应处于U_dcQ控制模式，另一侧处于PQ模式；两侧变流器的控制器同时记录自身的电流内环给定参考值及电网电压相位值；具体包括:

1)运行于PQ模式的变流器侧电网失电瞬间，Vf控制器基于记录的状态值基础上开始运行，变流器的相位在失电前电网的相位基础上进行叠加，保证由电流源向电压源的平滑过渡；同时运行于U_dcQ模式的变流器不需要切换；

2)运行于U_dcQ模式的变流器侧电网失电瞬间，Vf控制器基于记录的状态值基础上开始运行，变流器的相位在失电前电网的相位基础上进行叠加，另一侧变流器基于记录的状态值由PQ模式切换至U_dcQ模式，支撑起直流侧电压；

3)当故障清除，电网恢复后，运行于Vf模式的变流器应准备进行预同步操作；待预同步完成，接入电网后，再根据需求切换至需要的模式，其中必须有一侧变流器处于U_dcQ控制模式。

4.根据权利要求1所述的一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，其特征在于，电网恢复后，变流器需要重新接入电网，故障侧变流器需要从Vf模式切换为并网运行模式；先对运行于Vf模式下的变流器交流侧输出电压幅值、频率和相位进行预同步；

幅值的预同步通过电压调节器实现，频率和相位的预同步通过改进的锁相环回路实现。

5.根据权利要求4所述的一种背靠背柔性合环开关状态切换方法，其特征在于，Vf模式切换为并网运行模式具体包括：

由Vf控制模式切换为并网运行模式时，先进行并网预同步，切入频率-相位控制器、电压幅值控制器，预同步单元起动；

通过快速预同步单元自发调节输出电压、频率以及相位，当变流器交流侧输出电压和电网侧的电压频率、幅值和相位一致时，预同步启动完成；闭合柔性开关与电网间的断路器，变流器由预同步启动模式向并网控制模式过渡；

当检测到相位调节器的输出相位差及电压调节器的输出电压差调节至可接受范围内以后，切除预同步回路，变流器完全运行于并网控制模式。