CN106374475A - 一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，包括主控制器，滤波器中每相链节均由多个依次连接的虚拟链节组成，虚拟链节包括多个依次连接的链节单元，控制装置包括分别与多个虚拟链节一一对应连接的多个单元控制器，单元控制器的一端与主控制器连接，另一端分别与对应虚拟链节中的所有链节单元连接；各单元控制器独立控制其所连接的链节单元的通断，并且多个单元控制器在主控制器的指令下，协同控制多个虚拟链节内链节单元的通断。与现有技术相比，本发明可以降低主控制器的工作负荷，只有在同时需要多个虚拟链节内的链节控制器断开时，才由主控制器介入，提高了控制效率。

Description

一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置
技术领域
本发明涉及一种滤波器控制装置，尤其是涉及一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置
背景技术
传统的高压有源滤波器一般采用级联的方式实现，图1所示为传统高压链式有源电力滤波器结构图，每相链节由N个单相H桥电路级联而成以实现高电压输出。实际应用中，根据对容量、输出电压、谐波和成本等的要求合理选择级联单元个数N。每个H桥单元采用IGBT作为电路开关器件，通过脉宽调制(PWM)技术控制IGBT的通断，可以将直流侧电容上的直流电压变换为具有一定频率和幅值的交流电压，每个H桥单元采用电容进行电压支撑，相当于一个独立直流电源给一个单相H桥逆变器供电，逆变器可采用星形连接构成三相系统。
如图2所示，目前不便采用一个主控制器3来控制各个链节单元1，一般的高压链式有源滤波器的链节单元1只能接受主控制器3的指令信号，单纯的进行IGBT通断的控制，这样的控制方式结构简单，实现起来也不复杂。但是，这样，每个链节单元1都要通过光纤与主控制器3进行通信，这就降低了主控制器3的工作效率，也加剧了光纤的成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，包括主控制器，所述滤波器中每相链节均由多个依次连接的虚拟链节组成，所述虚拟链节包括多个依次连接的链节单元，所述控制装置包括分别与多个虚拟链节一一对应连接的多个单元控制器，所述单元控制器的一端与主控制器连接，另一端分别与对应虚拟链节中的所有链节单元连接；
各单元控制器独立控制其所连接的链节单元的通断，并且多个单元控制器在主控制器的指令下，协同控制多个虚拟链节内链节单元的通断。
所述滤波器每相链节中所有虚拟链节包含的链节单元之和大于等于6。
所述每个虚拟链节包含的链节单元的个数为2-5个。
所述每个虚拟链节包含的链节单元的个数为2个。
所述主控制器包括：
主控制电路，与各单元控制器连接，用于向单元控制器发送的通断指令；
存储器，与主控制电路连接，用于存储单元控制器和主控制电路的工作日志；
显示器，与主控制电路连接，用于显示单元控制器和主控制电路的工作日志。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)各单元控制器独立控制其所连接的多个链节单元的通断，可以降低主控制器的工作工作负荷，只有在同时需要多个虚拟链节内的链节控制器断开时，才由主控制器介入，提高了控制效率，再者相对于一个单元控制器对应一个单元控制器的方式，可以降低物料成本。
2)只有在一相的链节单元个数大于6个时，对一个链节中的链节进行虚拟分割，更加经济。
3)每个虚拟链节包含的链节单元的个数为2个时，可以最大程度地避免控制不精确，以及信号串线的问题。
附图说明
图1为传统高压链式有源电力滤波器的结构示意图；
图2为现有的有源滤波器控制装置的结构示意图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为链节控制器的结构示意图；
图5为主控制器的结构示意图；
其中：1、链节单元，2、负载，3、主控制器，4、链节控制器，5、虚拟链节，31、主通讯电路，32、主控制电路，33、存储器，34、显示器，41、开关电路，42、故障检测电路，43、分通讯电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种链式高压有源滤波器的虚拟链节5控制装置，如图3所示，包括主控制器3，滤波器中每相链节均由多个依次连接的虚拟链节5组成，虚拟链节5包括多个依次连接的链节单元1，控制装置包括分别与多个虚拟链节5一一对应连接的多个单元控制器4，单元控制器4的一端与主控制器3连接，另一端分别与对应虚拟链节5中的所有链节单元1连接；
各单元控制器4独立控制其所连接的链节单元1的通断，并且多个单元控制器4在主控制器3的指令下，协同控制多个虚拟链节5内链节单元1的通断。
滤波器每相链节中所有虚拟链节5包含的链节单元1之和大于等于6。
每个虚拟链节5包含的链节单元1的个数为2-5个，其中本实施例中为2个。
如图4所示，单元控制器4包括开关电路41、故障检测电路42和分通讯电路43，分通讯电路43分别与开关电路41、故障检测电路42和主控制器3连接，故障检测电路42分别与开关电路41，以及对应虚拟链节5内的所有链节单元1连接，开关电路41与对应虚拟链节5内的所有链节单元1连接，故障检测电路42检测链节单元1的故障信息，并在链节单元1故障时向开关电路41发送切断链节单元1的指令，而开关电路41控制链节单元1中的IGBT的通断，当需要断开多个虚拟链节5中的链节单元1时，分通讯电路43接收由主控制器3发出的通断指令，并将通断指令转发至对应开关电路41。此外，分通讯电路43还向主控制器3上传从故障检测电路42获悉的故障信息。
单元控制器4还包括用于平衡其所连链节单元1之间，以及所连链节单元1与邻近链节单元1之间电压的电压均衡电路，该电压均衡电路与其所连的链节单元1的直流电压，以及邻近的链节单元1的直流电压两端连接。电压均衡电路与分通讯电路43连接，并通过分通讯电路43向主控制器3上传电压信息。
如图5所示，主控制器3包括主通讯电路31、主控制电路32、存储器33和显示器34，主通讯电路31的一端与分通讯电路43连接，另一端与主控制电路32，主控制电路32分别与存储器33和显示器34连接，主控制电路32通过主通讯电路31向分通讯电路43发送的通断指令，从而对应的链节控制器4控制链节单元1断开。
存储器33将所有的故障信息以及通断信息和平衡日志保存，并可以通过显示器34进行查阅。
本发明相对于每个链节单元1都有一个专门的单元控制器4对其进行控制的方式，可以有效降低物料成本。因为当每相串联的链节单元1较多时，其控制成本也相应提高很高，而且对于链节单元1之间的协调也会变得较为复杂。
一个虚拟链节5，包含两个实际的链节单元1，这样，在一个虚拟链节5内，两个链节单元1的输出电压组合就会变得更加丰富，这对控制来讲，如果要输出某个电压值，就会有更多的选择。这样，从输出电压的角度看没有差别，但是不同的开关状态对直流侧的电压波动可能会有相反的影响，因此，我们可以通过不同开关状态的选择来进行虚拟链节5内直流侧电压的平衡控制。

Claims (5)

1.一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，包括主控制器(3)，其特征在于，所述滤波器中每相链节均由多个依次连接的虚拟链节组成，所述虚拟链节包括多个依次连接的链节单元(1)，所述控制装置包括分别与多个虚拟链节一一对应连接的多个单元控制器(4)，所述单元控制器(4)的一端与主控制器(3)连接，另一端分别与对应虚拟链节中的所有链节单元(1)连接；
各单元控制器(4)独立控制其所连接的链节单元(1)的通断，并且多个单元控制器(4)在主控制器(3)的指令下，协同控制多个虚拟链节内链节单元(1)的通断。
2.根据权利要求1所述的一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，其特征在于，所述滤波器每相链节中所有虚拟链节包含的链节单元(1)之和大于等于6。
3.根据权利要求1所述的一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，其特征在于，所述每个虚拟链节包含的链节单元(1)的个数为2-5个。
4.根据权利要求3所述的一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，其特征在于，所述每个虚拟链节包含的链节单元(1)的个数为2个。
5.根据权利要求1所述的一种链式高压有源滤波器的虚拟链节控制装置，其特征在于，所述主控制器(3)包括：
主控制电路(32)，与各单元控制器(4)连接，用于向单元控制器(4)发送的通断指令；
存储器(33)，与主控制电路(32)连接，用于存储单元控制器(4)和主控制电路(32)的工作日志；
显示器(34)，与主控制电路(32)连接，用于显示单元控制器(4)和主控制电路(32)的工作日志。
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