[发明专利]一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置

权利要求书

1.一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，包括多个两级式超级电容变流器，所述多个两级式超级电容变流器均包括依次连接的超级电容、三电平双向DC/DC变流器、直流母线电容、NPC三电平逆变器和LCL滤波器，所述两级式超级电容变流器与所述高速电机的电网供电线路并联；当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。

2.根据权利要求1所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，所述两级式超级电容变流器还包括恒功率控制模块和下垂控制模块；

所述恒功率控制模块用于在并网模式下，采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行；

所述下垂控制模块用于在离网模式下，采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行。

3.根据权利要求2所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，所述两级式超级电容变流器还包括开关控制模块，所述开关控制模块用于在电网电压正常时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关闭合，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；在电网电压暂降时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关断开，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯离网运行。

4.一种用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，根据权利要求1-3中任一项所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置实现，所述方法包括以下步骤：

当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；

当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。

5.根据权利要求4所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，当电网电压正常时，恒功率控制模块采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器并网运行；

当电网电压暂降时，下垂控制模块采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器离网运行。

6.根据权利要求5所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，在电网电压正常时，开关控制模块控制所述高速电机的电网供电线路上的开关闭合，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；

在电网电压暂降时，开关控制模块控制所述高速电机的电网供电线路上的开关断开，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯离网运行。

7.根据权利要求6所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电时，所述多个两级式超级电容变流器通过虚拟阻抗实现功率均分。

8.根据权利要求6所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，所述方法还包括：

在电网电压从正常变为暂降时，恒功率控制模块修改所述两级式超级电容变流器的有功和无功的额定值为下垂控制的理想工作点，即当电压为电网额定电压值，频率为电网频率时下垂控制模块设定的有功值和无功值；

下垂控制模块根据所述NPC三电平逆变器输出的有功功率的测量值产生角频率ω并继承电网的瞬时相位值产生相位信息并通过所述NPC三电平逆变器输出的无功功率的测量值来得到电压幅值的参考值，根据所述相位信息和所述电压幅值的参考值得到所述两级式超级电容变流器的初始电压参考值；t为时间；

所述两级式超级电容变流器的控制模式从恒功率控制模式切换到下垂控制模式，其内部控制外环由功率外环切换至下垂控制的电压外环，并且对切换前的恒功率控制模式的电流参考值进行继承，将继承的电流参考值送入电流环，进行所述两级式超级电容变流器的电流环控制；

在下垂控制模式下，通过所述两级式超级电容变流器的采样NPC三电平逆变器输出电流值并经过二阶广义积分器得到相位滞后90°的虚拟阻抗的参考电流值，将所述虚拟阻抗的参考电流值经过放大倍数为Lv的放大器得到虚拟阻抗的电压参考值的负值，Lv为虚拟阻抗的电感值；其中，所述Lv满足线路阻抗总体呈感性，并且保证多台NPC三电平逆变器的虚拟阻抗和线路阻抗之和相等；

将所述初始电压参考值减去虚拟阻抗的电压参考值得到最终的电压参考值，并送入电压环作为参考电压，进行所述两级式超级电容变流器的电压环控制。