**M1LC重合闸的并网同步技术需通过相位、频率、电压的精准匹配实现,其核心原理与实现方法如下**:### **一、相位匹配:确保合闸瞬间相位差趋近于零**1. **技术原理** 相位同步是并网的核心条件之一。若合闸时两侧电源相位差过大,会产生冲击电流,导致设备损坏或系统失稳。相位匹配需通过锁相环(PLL)技术实现,其核心逻辑为“闭环调节”: - **鉴相器(PD)**:实时计算电网输入信号与设备输出信号的相位差,转化为电压误差信号。 - **低通滤波器(LPF)**:滤除高频噪声,输出平滑的控制信号。 - **压控振荡器(VCO)**:根据控制信号动态调整输出频率与相位。若设备输出相位滞后,则提升频率以“追赶”;若超前,则降低频率,直至相位差趋近于零。2. **实现方式** - **硬件锁相环(PLL)**:通过模拟电路实现相位检测与调节。 - **软件锁相环(SPLL)**:如TI提供的SPLL库,通过算法实现相位同步,具有更高的灵活性与精度。其实现步骤包括: 1. **文件包含**:引入SPLL库头文件(如`#include "spll_1ph_sogi.h"`)。 2. **模块创建**:定义SPLL结构体变量,存储配置参数与计算结果。 3. **初始化配置**:根据电网参数(如额定频率50Hz、中断频率30kHz)配置SPLL,计算滤波系数与调节系数。 4. **中断调用**:在EPWM中断服务程序中调用SPLL核心运行函数,实时更新电网同步状态。3. **关键注意点** - **输入信号标幺值处理**:SPLL输入信号需为标幺值(实际值/基准值),以消除量纲影响。例如,若电网电压瞬时值为220V,基准值为311.13V(220V×√2),则标幺值为0.707pu。### **二、频率匹配:控制频差在允许范围内**1. **技术原理** 频率同步是并网的另一关键条件。若两侧电源频率差异过大,会导致相位差持续累积,最终引发系统失步。频率匹配需通过调速装置与PLL协同实现: - **调速装置**:调整发电机转速,使其输出频率接近电网频率。 - **PLL技术**:实时检测频率差,通过闭环调节确保频率一致。2. **实现方式** - **准同步法**:通过励磁系统预先建立发电机端电压,使用整步表或自动装置检测电压相位差,实现“先调节后并网”。该方法冲击电流小,但同步过程耗时较长。 - **自同步法**:允许未加励磁的发电机在转差率小于±1%-2%时并网,合闸后立即加载励磁使机组被系统牵入同步。该方法操作速度快,但会产生较大冲击电流。3. **允许偏差** - **频率差**:一般控制在±0.05-0.1Hz范围内,避免机组振动与系统失步。### **三、电压匹配:限制电压差在安全阈值内**1. **技术原理** 电压同步是并网的基础条件。若两侧电源电压差异过大,会产生无功冲击电流,导致设备过热或损坏。电压匹配需通过励磁系统与电压调节装置实现: - **励磁系统**:调节发电机端电压,使其接近电网电压。 - **电压调节装置**:实时检测电压差,通过闭环调节确保电压一致。2. **实现方式** - **电压差控制单元**:检测发电机电压与电网电压间的差值,调节发电机电压使其小于规定允许值(如额定电压的±5%)。 - **无功补偿装置**:在电压不匹配时,通过无功补偿装置(如电容器、电抗器)调整电压水平。3. **允许偏差** - **电压差**:一般不超过额定电压的±5%,避免无功冲击电流对设备造成损害。### **四、M1LC重合闸的同步控制策略**1. **检无压与检同步重合闸** - **检无压侧**:检测线路无电压后先合闸,若重合于永久性故障,则再次跳闸且不再重合。 - **检同步侧**:在检无压侧重合成功后,检测同步条件满足后合闸。若同步条件不满足,则不进行重合闸。 - **轮换机制**:定期切换线路两侧的重合闸检定方式,平衡两侧断路器的工作条件。2. **快速重合闸与非同期重合闸** - **快速重合闸**:在保护断开两侧断路器后的0.5-0.6秒内重合,适用于高电压输电线路,可提高系统稳定性。 - **非同期重合闸**:在线路两侧断路器跳闸后,不管两侧电源是否同步即进行重合,适用于电力系统故障恢复等应急场景。3. **同步并列技术** - **准同步并列**:要求发电机在并网前完成励磁调节,满足电压差、频率差、相角差等条件后合闸。 - **自同步并列**:允许未加励磁的发电机在转差率较小时并网,合闸后加载励磁使机组被系统牵入同步。