一种MW级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法

本发明涉及电力电子技术功率变换器性能，特别涉及一种mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法。

背景技术：

1、mw级电网模拟器是一种针对mw级新能源并网系统进行各类工况模拟测试的专用测试设备。这类设备的其中一项技术要求是能够模拟电网突发电压跌落或者抬升的工况，也即要求模拟器能够进行连续高低压穿越。由于电压在连续升降压波动，输出端变压器受到励磁涌流现象的影响，会在系统快速升压的过程中产生一个非常大的暂态电流。这对整个系统的安全运行造成了极大的威胁。如图1所示，单元模型通过级联形式输出低压，随后通过输出隔离变压器升压，以满足现场10kv或者35kv输出电压等级。因此在进行电网高低穿实验中，当电网模拟器需要模拟电压快速跌落与抬升波形时，由于输出变压器的励磁涌流过大，经常会导致设备出发过流保护而停机，干扰实验进度。

2、因此，抑制暂态电流过冲对于保证系统实验和测试顺利进行、同时系统的安全运行是非常必要的。

3、然而目前mw级电网模拟器还没有比较成熟可靠的设计制造标准，作为一类特种设备，目前还没有针对该类型设备的电流过冲抑制方案。

4、基于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种操作简单可靠的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，以解决当前输出变压器励磁涌流过大导致实验无法进行的问题，即，在mw级新能源并网系统通过mw级电网模拟器测试过程中，抑制产生的暂态电流，保证系统安全运行。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，包括：

4、(1)低压穿越相位控制：在进行低压穿越时，结合变压器铁芯的磁滞回线控制低压穿越相位，以减小铁芯剩磁对后续升压过程的影响；

5、(2)高压穿越切入相位控制：在估计铁芯剩磁的情况下控制高压穿越切入相位，使得电压相位和剩磁的方向相适应，以消除变压器过饱和的情况。

6、本发明提供了一种优选方案，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，所述低压穿越相位为60°～95°。

7、本发明提供了一种优选方案，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，所述低压穿越相位为60°。

8、本发明提供了一种优选方案，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，所述高压穿越切入相位为60°～120°。

9、本发明提供了一种优选方案，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，所述高压穿越切入相位为90°。

10、本发明提供了一种优选方案，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，具体控制方法为：低压穿越测试时，在电压相位处于60°～95°时，电压幅值在10ms-20ms内跌落到测试数值，持续测试时间后，根据测试时间选择合适电压恢复角度，进行快速恢复，避免快速恢复过程中的变压器励磁涌流触发过流保护停机，干扰正常实验测试。

11、本发明提供了一种优选方案，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，具体控制方法为：高压穿越测试时，在电压相位处于60°～120°时，电压幅值在10ms-20ms内恢复到原给定值。

12、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

13、(1)本发明可以有效抑制励磁涌流，使励磁涌流降低到原来的不到十分之一，能够有效的保障测试的顺利进行，避免由于输出变压器励磁涌流过大而导致的设备故障停机。

14、(2)本发明在不改变、不新增保护控制部件的情况下，极大的削弱了励磁涌流现象，为保护系统安全提供了一种简单可靠的方法。

15、(3)本发明能够稳定可靠实现10ms内，mw级电网模拟器输出电压130％至20％的连续跌落实验。

技术特征：

1.一种mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，所述低压穿越相位为60°～95°。

3.根据权利要求2所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，所述低压穿越相位为60°。

4.根据权利要求1所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，所述高压穿越切入相位为60°～120°。

5.根据权利要求4所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，所述高压穿越切入相位为90°。

6.根据权利要求2所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(1)低压穿越相位控制步骤中，具体控制方法为：低压穿越测试时，在电压相位处于60°～95°时，电压幅值在10ms-20ms内跌落到测试数值，然后持续一段时间以满足高低穿实验的标准。

7.根据权利要求4所述的mw级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，其特征在于，所述(2)高压穿越切入相位控制步骤中，具体控制方法为：高压穿越测试时，在电压相位处于60°～120°时，电压幅值在10ms-20ms内恢复到原给定值。

技术总结本发明提供了一种MW级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，涉及电力电子技术功率变换器性能技术领域，包括低压穿越相位控制：在进行低压穿越时，结合变压器铁芯的磁滞回线控制低压穿越相位，以减小铁芯剩磁对后续升压过程的影响；高压穿越切入相位控制：在估计铁芯剩磁的情况下控制高压穿越切入相位，使得电压相位和剩磁的方向相适应，以消除变压器过饱和的情况。本发明提供了一种操作简单可靠的MW级电网模拟器连续高低穿越暂态电流过冲抑制方法，可以解决当前输出变压器励磁涌流过大导致实验无法进行的问题，在MW级新能源并网系统通过MW级电网模拟器测试过程中，抑制产生的暂态电流，保证实验测试顺利进行，保证系统安全运行。技术研发人员：叶杰,黄昱恺,黄松涛,任子傲,徐金榜,沈安文受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29