[发明专利]逆变器、离网供电系统以及偏磁电流控制方法

说明书

本申请提供了一种逆变器、离网供电系统以及偏磁电流控制方法，逆变器中包括变换电路和控制器，变换电路的输入端耦合连接直流电源，变换电路的输出端通过变压器与负载耦合。变换电路包括第一直流电容和第二直流电容，第一直流电容和第二直流电容串联后并联在直流电源两端。控制器用于获取变换电路中第一直流电容和第二直流电容的电压值，并根据第一直流电容和第二直流电容电压值调节变换电路输出电压，以提升输出电压达到额定输出电压并保持变压器中铁芯磁通量小于饱和磁通量。采用本申请，可在偏磁电流处于可控范围的情况下提升变换电路输出电压以完成黑启动，提高了偏磁电流控制的可靠性，磁通量估计、控制的精确度更高。

技术领域

本申请涉及电子电力领域，尤其涉及一种逆变器、离网供电系统以及偏磁电流控制方法。

背景技术

黑启动是指整个系统因故障停运后，或者首次启动中，不依赖别的网络、电网的帮助，通过系统中具有自启动能力的机组的启动，带动无自启动能力的机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个系统的恢复。黑启动广泛应用于各类供电系统(比如微电网、离网系统等)，供电系统中变压器等磁性设备在黑启动过程中，变压器磁芯极易进入饱和状态，即变压器的总磁通量远远超过铁芯的饱和磁通量，磁通量过饱和会产生极大的励磁电流，且励磁电流中含有较大的偶次电流(即偏磁电流)，偏磁电流会导致多电平逆变器中点电位发散、偏移，且过强的励磁电流可能会导致变压器损坏。目前控制黑启动时生成的偏磁电流主要是通过计算变压器磁芯磁通在整个黑启动过程中的理论值、磁芯磁通不超过饱和区阈值的最大值以得到对黑启动时间的限制条件并确定控制策略。然而，该方法忽略了变压器中的剩磁以及供电系统中线路可能存在的高抗或某些磁性负载，磁通量估计、控制精确度低，且对于多级级联变压器的场景不适用，偏磁电流控制可靠性低，适用性不高。

发明内容

本申请实施例提供一种逆变器、离网供电系统以及偏磁电流控制方法，可在偏磁电流处于可控范围的情况下提升变换电路输出电压以完成黑启动，提高了偏磁电流控制的可靠性，磁通量估计、控制的精确度更高。

第一方面，本申请提供了一种逆变器，该逆变器适用于离网供电系统，该逆变器中包括变换电路和控制器，上述变换电路的输入端耦合连接直流电源，上述变换电路的输出端通过变压器与负载耦合；上述变换电路包括第一直流电容和第二直流电容，上述第一直流电容和上述第二直流电容串联后并联在上述直流电源两端。上述控制器用于获取上述变换电路中上述第一直流电容和上述第二直流电容的电压值，并根据上述第一直流电容和上述第二直流电容的电压值调节上述变换电路的输出电压，以提升上述变换电路的输出电压达到额定输出电压并保持上述变压器中铁芯的磁通量小于饱和磁通量以减少偏磁电流。

在本申请中，逆变器中的控制器通过获取第一直流电容和第二直流电容的电压值以检测变压器是否出现由于磁通量过饱和产生的偏磁电流，在偏磁电流处于可控范围的情况下提升变换电路输出电压以完成黑启动，提高了偏磁电流控制的可靠性，磁通量估计、控制的精确度更高，适用性强。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，上述控制器用于在上述第一直流电容和上述第二直流电容的电压值的差值不大于平衡阈值时升高上述变换电路的输出电压。这里，逆变器中的控制器通过获取第一直流电容和第二直流电容的电压值以检测变压器是否出现由于磁通量过饱和产生的偏磁电流，在偏磁电流处于可控范围的情况下提升变换电路输出电压以完成黑启动，提高了偏磁电流控制的可靠性，磁通量估计、控制的精确度更高，适用性强。