一种用于变频器的电压暂降治理控制方法及系统与流程

本发明属于电力系统，具体涉及一种用于变频器的电压暂降治理控制方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着变频器技术的不断发展稳定，变频器在诸多行业有了大量应用，由于变频器+电机的组合与单独使用电机相比对电网的依赖性极大，导致故障率逐步走高，不仅会造成直接经济损失（例如纺织行业的各种泵机；化工行业的循环泵、调节阀等；汽车制造行业的冲压、焊接涂装工艺等，一次电压暂降造成的损失在几十万上百万元），在一些重要场合的变频器，变频器故障还将导致及其恶劣的影响,比如发电厂的给煤机的变频系统，在电网侧发生电压暂降时，变频器欠压故障将会导致锅炉因给煤机跳闸触发锅炉mft保护(燃料丧失)而跳机，进而导致发电厂机组停运，甚至导致地区电网崩溃。随着高比例新能源的大量接入，这种情况变得更为严峻。电压暂降属于电力系统中最为普遍发生的事件。因此变频器进行电压暂降（暂升）保护显得尤为重要。

3、传统的变频器电压暂降治理装置（或称变频器低电压穿越系统）所采用的控制策略均以变频器ac-dc-ac变换中的直流母线电压作为控制目标，在电压暂降发生后，直流母线电压降低，在检测到直流母线降低到预设值时，通过电压暂降治理装置的储能装置（电池或超级电容）或保安电源将直流母线稳定在变频器欠压保护值之上，进而保证变频器的正常运行。

4、传统的控制系统控制整套系统长期处于运行状态，dc/dc模块实现对储能单元与直流母线电压匹配，所以传统控制系统始终控制dc/dc模块在运行工况，在电压暂降发生后无需任何操作，直接投入，故整套设备的待机损耗很高。整套设备的长期运行损耗约占整机容量1%，其中主要损耗的95%为dc/dc模块运行待机的损耗。由于电压暂降发生概率低，全国约在2-8次/每年，所以整套设备全年几乎都在运行工况下，其损耗严重影响了项目收益。

5、据发明人了解，电压暂降的引起方式大致可归类为：电网侧电压暂降以及支路负载侧短路或接地故障引起的电压暂降。针对电网侧电压暂降，由于电网构成复杂，电网结构多样，此类电压暂降占大多数，其引起原因多为系统内某条线路短路或雷击、大容量变压器和电动机的启动等，都会导致电压暂降的发生，进而影响其他支路的设备工作；此类；电压暂降治理装置能够很好的对直流母线进行补偿，保证变频器的正常运行，待电网恢复后，自动投入。针对支路负载侧短路或接地故障引起的电压暂降，此类的电压暂降治理装置若以直流母线为控制目标，将会导致极为严重的后果；负载短路或接地故障引起的短路电流将由电网和电压暂降治理装置的储能单元提供，储能单元提供短路电流，将提高短路点的电流大小，造成导体和器件应力增大、导体器件发热增加；由于变频器在设计时所考虑的仅考虑了自身的短路电流，故在后续现场增加电压暂降治理装置将有可能导致故障电流超出保护器件的容许值，造成器件、电缆、铜排等的损坏，甚至造成故障扩大等严重问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出了一种用于变频器的电压暂降治理控制方法及系统，检测交流侧的电压和电流，结合坐标变换和参数辨识技术，识别系统的电压大小以及正序阻抗，当电网侧发生电压暂降时，电压幅值下降，至设定的电压阈值时，认为电压暂降发生；通过正序阻抗的变化判断出电压暂降发生的位置，若正序阻抗不变则认为电压暂降由负载造成，治理装置不动作；若正序阻抗变化则认为电压暂降由电网造成，治理装置动作。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种用于变频器的电压暂降治理控制方法，采用如下技术方案：

3、一种用于变频器的电压暂降治理控制方法，包括：

4、获取变频器交流侧的电压和电流；

5、根据所获取的电压电流计算电网侧的电压和正序阻抗；

6、根据所得到的电网侧电压，判断电网侧是否发生电压暂降；

7、当电网侧发生电压暂降时，根据所得到的电网侧正序阻抗的变化判断电压暂降发生的位置；

8、当所得到的电网侧正序阻抗变化时，则电压暂降发生在电网侧，启动电压暂降治理；

9、当所得到的电网侧正序阻抗不变时，则电压暂降发生在负载侧，不启动电压暂降治理。

10、作为进一步的技术限定，采用坐标变换将所获取的变频器交流侧的电压和电流转换为直流量，根据转换后得到的直流量和低通滤波，得到电压和电流的正序分量；根据所得到的电压和电流的正序分量得到电网侧的正序阻抗。

11、作为进一步的技术限定，将所得到的不同坐标轴上的电压正序分量进行电压的合成，得到电网侧电压。

12、进一步的，根据所得到的电网侧电压的幅值大小判断电网侧是否发生电压暂降；当且仅当所得到的电网侧电压的幅值下降至预设的电压阈值时，则判断为电网侧发生电压暂降。

13、作为进一步的技术限定，启动电压暂降治理至少包括输出支撑电流、补偿暂降电压和控制储能单元的充放电状态。

14、作为进一步的技术限定，当电压暂降发生点位于电网侧时，电网侧的参数变化，负载侧的参数不变；当电压暂降发生点位于负载侧时，负载侧的参数变化，电网侧的参数不变。

15、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种用于变频器的电压暂降治理控制系统，采用如下技术方案：

16、一种用于变频器的电压暂降治理控制系统，包括：

17、获取模块，其被配置为获取变频器交流侧的电压和电流；

18、计算模块，其被配置为根据所获取的电压电流计算电网侧的电压和正序阻抗；

19、第一判断模块，其被配置为根据所得到的电网侧电压，判断电网侧是否发生电压暂降；

20、第二判断模块，其被配置为当电网侧发生电压暂降时，根据所得到的电网侧正序阻抗的变化判断电压暂降发生的位置；

21、控制模块，其被配置为当所得到的电网侧正序阻抗变化时，则电压暂降发生在电网侧，启动电压暂降治理；当所得到的电网侧正序阻抗不变时，则电压暂降发生在负载侧，不启动电压暂降治理。

22、根据一些实施例，本发明的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：

23、一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方案所述的用于变频器的电压暂降治理控制方法中的步骤。

24、根据一些实施例，本发明的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：

25、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方案所述的用于变频器的电压暂降治理控制方法中的步骤。

26、根据一些实施例，本发明的第五方案提供了一种计算机程序产品，采用如下技术方案：

27、一种计算机程序产品，包括软件代码，所述软件代码中的程序执行如本发明第一方案所述的用于变频器的电压暂降治理控制方法中的步骤。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

29、本发明利用交流侧参数进行电压暂降分析与判断，变频器内部的直流支撑电容使得电压暂降不会瞬时影响到直流侧；变频器的保护具有一定延时性，采用高速dsp分析电压暂降幅值与位置（电网侧或负载侧），再启动dc/dc模块，保证直流母线在变频器欠压保护值以上，以确保变频器的正常运行。避免了负载短路或接地故障引起的短路电流，电压暂降治理装置增加短路电流，造成严重危害，造成故障扩大等严重问题。

30、本控制系统采用高速dsp分析出电压暂降幅值与位置（电网侧或负载侧），再启动dc/dc模块，完全能够保证直流母线在变频器欠压保护值以上，保证变频器的正常运行。dc/dc模块的待机损耗在0.3%左右，整体损耗与传统控制机系统相比损耗下降了65%，年收益增加65%，此外由于dc/dc模块长期运行，其故障概率增加，给现场维护也带来了困难。