一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法及系統(tǒng),包括以下步驟:（1）變流器向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且針對其所接收到的通信指令發(fā)出回應(yīng)信號；（2）如果某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則加入并機(jī)序列，否則，不能加入；（3）加入并機(jī)序列的變流器同時(shí)輸出交流電，當(dāng)交流電過零時(shí)，該變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器作為主機(jī)。本發(fā)明的控制方法,主機(jī)具有隨機(jī)性,避免了目前的無連線式并聯(lián)控制利用變流器輸出電壓和頻率的外下垂特性，主機(jī)固定穩(wěn)定性差的問題。
【專利說明】一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于單臺變流器的容量有限，目前已無法滿足兆瓦級岸電功率需求，若采用變流器并聯(lián)的方式，可兼具擴(kuò)容和提高可維護(hù)性等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在大容量、要求可靠性高的場合，變流器并聯(lián)技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢。變流器的并聯(lián)控制方式主要采用有線連接式并聯(lián)控制和無線連接式并聯(lián)控制，其中，有線連接式并聯(lián)控制又包括集中式控制、主從式控制、分布式控制，目前有線連接式并聯(lián)控制主要存在的技術(shù)問題是:集中式并聯(lián)控制，因?yàn)楦髂K輸出電壓相位不可能完全一致，各臺變流器輸出之間可能有較大環(huán)流。主從式并聯(lián)控制和分布式并聯(lián)控制，當(dāng)多個模塊并聯(lián)時(shí)，各模塊之間的互連線增多，容易引入干擾。無連線式并聯(lián)控制，其控制原理是:利用變流器輸出電壓和頻率的外下垂特性，各模塊根據(jù)采樣計(jì)算到的有功和無功功率，調(diào)節(jié)其輸出幅值和相位，使得各模塊并聯(lián)穩(wěn)定運(yùn)行，采用這種控制方法的缺點(diǎn)是系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能差，當(dāng)作為主機(jī)的變流器出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致整套并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，且不能在多臺變流器之間均分負(fù)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有變流器并聯(lián)控制方法穩(wěn)定性差的問題，提供了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，可以解決上述問題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，包括以下步驟:
(I )、接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的每臺變流器向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且每臺變流器針對其所接收到的通信指令發(fā)出回應(yīng)信號；
(2)、如果某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列；
(3)、加入并機(jī)序列的所有變流器同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
[0005]進(jìn)一步的，步驟(2 )中，每臺變流器對其接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和，并且各變流器之間對求和數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量是否與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同。
[0006]又進(jìn)一步的，步驟(3)中，加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器采用基于異步變頻調(diào)制的數(shù)字逆變鎖相算法調(diào)整相位，在每個采樣周期對相位指針I(yè)ndex增加一個量值Step，直至與市電的過零相位差小于Tl個市電周期。
[0007]再進(jìn)一步的，步驟(3)中，如果加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器超過20個市電周期仍不能滿足同步要求，則該變流器退出并聯(lián)行列。
[0008]更進(jìn)一步的，所述的變流器之間通過藍(lán)牙進(jìn)行無線通信。
[0009]基于上述的一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，本發(fā)明同時(shí)提供了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，包括接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的若干臺變流器，每臺變流器分別設(shè)置有控制單元，各變流器的控制單元分別對應(yīng)連接有無線通信模塊，執(zhí)行以下控制步驟:
(I )、各變流器的控制單元通過無線通信模塊向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且各變流器針對其所接收到的通信指令通過無線通信模塊發(fā)出回應(yīng)信號；
(2)、各變流器的控制單元對其所接收的回應(yīng)信號進(jìn)行比較判斷，如果所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列；
(3)、加入并機(jī)序列的所有變流器通過控制單元同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
[0010]進(jìn)一步的，所述的控制單元為DSP。
[0011]優(yōu)選的，所述的無線通信模塊包括兩塊藍(lán)牙模塊，分別為藍(lán)牙接收模塊和藍(lán)牙發(fā)送模塊。
[0012]進(jìn)一步的，所述的藍(lán)牙發(fā)送模塊通過SCI串口與DSP連接，藍(lán)牙接收模塊通過CAN通信接口與DSP連接。
[0013]優(yōu)選的，每臺變流器的電壓輸出端分別連接有三相電感，用于降低變流器的輸出環(huán)流。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，加入并機(jī)序列的變流器器自動選擇率先發(fā)出過零同步信號的變流器作為主機(jī)，根據(jù)同步信號自動調(diào)整相位差，主機(jī)具有隨機(jī)性，避免了目前的無連線式并聯(lián)控制利用變流器輸出電壓和頻率的外下垂特性，主機(jī)固定穩(wěn)定性差的問題。
[0015]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所提出的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法的一種實(shí)施例流程圖；
圖2是本發(fā)明所提出的兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)的一種實(shí)施例方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0018]實(shí)施例一，本發(fā)明針對目前的無連線式并聯(lián)控制利用變流器輸出電壓和頻率的外下垂特性，主機(jī)固定穩(wěn)定性差的問題，提供了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，采用無線通信，但是通信控制原理與現(xiàn)有技術(shù)中的控制原理完全不同，主機(jī)不固定，解決了系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題。
[0019]參見圖1所示，本實(shí)施例提供了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，包括以下步驟:
51、接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的每臺變流器向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且每臺變流器針對其所接收到的通信指令發(fā)出回應(yīng)信號；
52、如果某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列；
53、加入并機(jī)序列的所有變流器同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
[0020]同步成功的變流器通過檢測本變流器負(fù)載電流，與其他變流器負(fù)載電流之和平均數(shù)的差值，調(diào)整不斷本逆變器輸出電壓幅值和相位，進(jìn)行均分負(fù)載。
[0021]在本實(shí)施例中所采用的無線通信技術(shù)，已經(jīng)完全脫離了傳統(tǒng)的無連線式并聯(lián)控制方式的精神范圍，本實(shí)施例中通過設(shè)置無線通信模塊實(shí)現(xiàn)接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的變流器之間的通信，具體的控制是由變流器的控制單元實(shí)現(xiàn)控制，包括通信指令的發(fā)送以及對所接收到的通信指令發(fā)出的回應(yīng)信號。本控制方法中所確定的主機(jī)具有隨機(jī)性，避免了固定一臺變流器作為主機(jī)導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題，而且，多臺變流器之間均分負(fù)載，減少了變流器的負(fù)載壓力，延長使用壽命。
[0022]在本實(shí)施例中，變流器設(shè)置的無線通信模塊優(yōu)選采用藍(lán)牙模塊進(jìn)行無線通信。
[0023]在步驟S3中，同步成功的變流器輸出電壓自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值一般為交流380V。
[0024]作為一個最優(yōu)實(shí)施例，在步驟S2中，判斷一臺變流器是否能夠加入并機(jī)序列的方式為:每臺變流器對其接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和，并且各變流器之間對求和數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量是否與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，若相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列。比如，第一臺變流器收到的向其回應(yīng)的變流器數(shù)量總和為3，第二臺收到的向其回應(yīng)的變流器數(shù)量總和也為3，第三臺也為3，第四臺也為3，則并聯(lián)數(shù)目為4，因?yàn)?加本臺變流器之和為4，則允許四臺變流器加入并機(jī)序列，若某一臺收到的向其回應(yīng)的變流器數(shù)量總和與其他變流器所接收到的不同，則說明該變流器與其他變流器的通信存在故障，因此不能加入并機(jī)序列，其中，所說的某一臺收到的向其回應(yīng)的變流器數(shù)量總和與其他變流器所接收到的不同實(shí)際是指小于其他變流器所接收到的數(shù)量，不可能存在大于其他變流器所接收到的數(shù)量的情況。
[0025]步驟S3中，加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器采用基于異步變頻調(diào)制的數(shù)字逆變鎖相算法調(diào)整相位，在每個采樣周期對相位指針I(yè)ndex增加一個量值Step，直至與市電的過零相位差小于Tl個市電周期。
[0026]需要說明的是，步驟S3中，如果加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器超過20個市電周期仍不能滿足同步要求，則該變流器退出并聯(lián)行列，可以有效防止個別變流器并機(jī)時(shí)間過長而導(dǎo)致整個系統(tǒng)并機(jī)速度慢的問題。
[0027]實(shí)施例二，基于實(shí)施例一中的一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，本實(shí)施例提供了一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，包括接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的若干臺變流器，每臺變流器分別設(shè)置有控制單元，各變流器的控制單元分別對應(yīng)連接有無線通信模塊，兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)并聯(lián)控制時(shí)，執(zhí)行以下控制步驟:
51、各變流器的控制單元通過無線通信模塊向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且各變流器針對其所接收到的通信指令通過無線通信模塊發(fā)出回應(yīng)信號；
52、各變流器的控制單元對其所接收的回應(yīng)信號進(jìn)行比較判斷，如果所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列；
53、加入并機(jī)序列的所有變流器通過控制單元同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
[0028]作為一個優(yōu)選的實(shí)施例方式，參見圖2所示，所述的控制單元為DSP (數(shù)字信號處理器)，DSP 一般具 有多個SCI串口或者CAN通訊口，但沒有無線通訊口，本實(shí)施例的無線通信模塊優(yōu)選采用藍(lán)牙芯片，把DSP的串口通訊(或者CAN通訊)轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙無線通訊，藍(lán)牙通訊芯片本身具有串口通訊功能，充分利用該功能和DSP的串口相連接，采用半雙工通訊，實(shí)現(xiàn)了變流器之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0029]為了提高通訊速度，本實(shí)施例中采用兩個藍(lán)牙芯片，分別作為藍(lán)牙接收模塊和藍(lán)牙發(fā)送模塊，用于藍(lán)牙信號的接收和發(fā)送。
[0030]所述的藍(lán)牙發(fā)送模塊通過SCI串口與DSP連接，藍(lán)牙接收模塊通過CAN通信接口與DSP連接。
[0031]由于如果兩個變流器中對應(yīng)的IGBT開關(guān)時(shí)刻不一致，脈沖存在時(shí)間差異，則兩功率模塊輸出之間存在一個差模電壓，導(dǎo)致產(chǎn)生差模環(huán)流
h ,且有:
【權(quán)利要求】
1.一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的每臺變流器向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且每臺變流器針對其所接收到的通信指令發(fā)出回應(yīng)信號； (2)、如果某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列； (3)、加入并機(jī)序列的所有變流器同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，其特征在于，步驟(2)中，每臺變流器對其接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)求和，并且各變流器之間對求和數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確定某臺變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量是否與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，其特征在于，步驟(3)中，加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器采用基于異步變頻調(diào)制的數(shù)字逆變鎖相算法調(diào)整相位，在每個采樣周期對相位指針I(yè)ndex增加一個量值Step，直至與市電的過零相位差小于Tl個市電周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，其特征在于，步驟(3)中，如果加入并機(jī)序列除主機(jī)之外的其他變流器超過20個市電周期仍不能滿足同步要求，則該變流器退出并聯(lián)行列。`
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制方法，其特征在于，所述的變流器之間通過藍(lán)牙進(jìn)行無線通信。
6.一種兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，包括接入并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的若干臺變流器，每臺變流器分別設(shè)置有控制單元，其特征在于，各變流器的控制單元分別對應(yīng)連接有無線通信模塊，執(zhí)行以下控制步驟: (I )、各變流器的控制單元通過無線通信模塊向其他所有變流器發(fā)送無線通信指令，并且各變流器針對其所接收到的通信指令通過無線通信模塊發(fā)出回應(yīng)信號； (2)、各變流器的控制單元對其所接收的回應(yīng)信號進(jìn)行比較判斷，如果所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量與其他變流器所接收到回應(yīng)信號的變流器數(shù)量相同，則該臺變流器加入并機(jī)序列，否則，不能加入并機(jī)序列； (3)、加入并機(jī)序列的所有變流器通過控制單元同時(shí)向本機(jī)的并聯(lián)接觸器輸入端輸出交流電，當(dāng)輸出的交流電過零時(shí)，該變流器向加入并機(jī)序列的其他變流器發(fā)出過零信號，首先發(fā)出過零信號的變流器自動作為主機(jī)，加入并機(jī)序列的其他變流器調(diào)整本機(jī)相位直至變流器與市電的過零相位差小于Tl個市電周期，同步成功的變流器輸出接觸器吸合，自動逐步提高輸出交流電壓至目標(biāo)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制單元為 DSP。
8.根據(jù)權(quán)利要7所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線通信模塊包括兩個藍(lán)牙芯片，分別為藍(lán)牙接收模塊和藍(lán)牙發(fā)送模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要8所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的藍(lán)牙發(fā)送模塊通過SCI串口與DSP連接，藍(lán)牙接收模塊通過CAN通信接口與DSP連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的兆瓦級變流器并聯(lián)控制系統(tǒng)，其特征在于:每臺變流器的電壓輸出端 分別連接有三相電感，用于降低變流器的輸出環(huán)流。
【文檔編號】G05B19/042GK103713563SQ201410026576
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】郜克存, 隋學(xué)禮 申請人:青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)創(chuàng)統(tǒng)科技發(fā)展有限公司