CN107517021B - 双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统。本发明的五电平斩波电路中，第一、三、五开关管的一端连接于励磁输出一端，另一端分别连接直流电源正端、串联第七二极管后连接电容串联回路中点、直流电源负端；第二、四、六开关管的一端连接于励磁输出另一端，另一端分别连接直流电源正端、串联第八二极管后连接电容串联回路中点、直流电源负端；第一到第六二极管分别反并联于第一至第六开关管。本发明在完成五电平直流斩波励磁电压输出、励磁功率双向流动的同时，能够实现励磁电流的双向输出，实现五电平直流变换电路的四象限运行控制。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，特别是一种应用于发电机励磁系统的双向五电平直流变换电路及包含该电路的发电机励磁系统。
背景技术
随着特高压直流、柔性直流的大量投运和新能源发电高渗透率趋势的迅猛发展，电力电子化电力系统在超低频功率振荡、次同步振荡、毫秒级无功电压支撑等电磁/机电混合领域的运行风险增加。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，对电力系统的安全稳定运行有重要影响，充分利用励磁系统调控能力是提高电力系统稳定性最经济有效的手段之一。
基于半控器件晶闸管（SCR）整流的常规励磁系统，受限于其控制速度慢、且仅可以控制器件开通无法控制关断，已难以适应电力电子化电网的运行需求。IGBT等全控器件可以同时控制开通和关断，因此，其控制响应速度和控制灵活性有明显优势。目前，已有国内外学者提出将IGBT等全控器件构成的整流电路和斩波电路应用于发电机励磁系统，实现全控型励磁系统，在提供同步发电机直流励磁电流的同时，其交流侧可以控制无功电流分量，可以快速控制向同步发电机端注入或吸收无功。交流侧无功的毫秒级直接支撑能力可以显著提升机组的无功电压控制性能和响应速度，并为宽频带低频功率振荡、次同步振荡的抑制技术提供手段。
目前，全控励磁系统拓扑结构有电压源型和电流源型之分。由于储能大电感的成本、体积和重量以及控制较复杂等原因，电流源型全控励磁系统的研究较少。在电压源型全控励磁回路，为实现励磁系统零起升流、能量交流回馈等要求，以三相全控整流和DC-DC斩波回路组合的拓扑结构为主。其中，DC-DC斩波回路以H桥或者H桥并联结构为主，能够输出前端直流电压E、0和直流电压-E三电平电压，单个开关管动作对应两端电压的变化幅值为直流电压E。由于回路中的开关管在实际中并非理想器件，使用中开通和截止过程存在电流和电压波形交叠，产生功率器件的开关损耗，该损耗随动作时对应两端电压的变化量升高而增加，会使得整体系统效率下降；同时，更高的电压变化率也会带来更严重的电磁干扰问题；在直流输出侧，较大的输出电压电平变化也影响输出电压质量，使得电压纹波增加，共模电压更高，对电机轴电流和绝缘产生更大危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种应用于发电机励磁系统的双向五电平直流变换电路，实现五电平直流斩波励磁电压输出、励磁功率双向流动，以此减小开关管损耗，提高全控型励磁系统效率，还能实现励磁电流的双向输出，以实现五电平直流变换电路的四象限运行控制。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：双向五电平直流变换电路，其包括直流电源提供电路、第一电容器C1、第二电容器C2和五电平直流斩波电路；
所述五电平直流斩波电路包括第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第八二极管VD8；
所述第一电容器C1和第二电容器C2串联后并联于直流电源提供电路的两端，直流电源提供电路的两端分别为正电压端P和负电压端N，两电容器之间的连接点为中间电压端M；
所述第一开关管V1的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第一端；所述第二开关管V2的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第二端；所述第三开关管V3的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第一端；所述第四开关管V4的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第二端；所述第五开关管V5与第七二极管VD7串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第一端；所述第六开关管V6与第八二极管VD8串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第二端；
所述第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6分别反向并联于第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6的两端。
作为上述技术方案的补充，所述第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6均采用IGBT全控器件。
作为上述技术方案的补充，所述第一开关管V1的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第一端；
所述第二开关管V2的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第二端；
所述第三开关管V3的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第一端；
所述第四开关管V4的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第二端；
所述第五开关管V5的发射极与第七二极管VD7的阳极连接，第七二极管VD7的阴极连接中间电压端M，第五开关管V5的集电极连接励磁输出第一端；
所述第六开关管V6的发射极与第八二极管VD8的阳极连接，第八二极管VD8的阴极连接中间电压端M，第六开关管V6的集电极连接励磁输出第二端。
本发明的另一目的是提供包含上述双向五电平直流变换电路的发电机励磁系统，所述的第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6的控制端受发电机励磁系统励磁调节器控制。
作为上述发电机励磁系统的补充，
1）当励磁电流从励磁输出第一端流向励磁输出第二端时：
当第一开关管V1和第四开关管V4开通时，电路输出电压+E；
当第一开关管V1和第六开关管V6开通时，电路输出电压+E/2；
当第一开关管V1开通时，电流通过第二二极管VD2续流，电路输出电压0；
当第四开关管V4开通时，电流通过第三二极管VD3续流，电路同样输出电压0；
当第六开关管V6开通时，电流通过第三二极管VD3和第八二极管VD8续流，电路输出电压-E/2；
当电流通过第三二极管VD3和第二二极管VD2续流，电路输出电压-E；
2）当励磁电流从励磁输出第二端流向励磁输出第一端时：
当第二开关管V2和第三开关管V3开通时，电路输出电压-E；
当第二开关管V2和第五开关管V5开通时，电路输出电压-E/2；
当第二开关管V2开通时，电流通过第一二极管VD1续流，电路输出电压0；
当第三开关管V3开通时，电流通过第四二极管VD4续流，电路同样输出电压0；
当第五开关管V5开通时，电流通过第四二极管VD4和第七二极管VD7续流，电路输出电压+E/2；
当电流通过第一二极管VD1和第四二极管VD4续流，电路输出电压+E。
作为上述发电机励磁系统的补充，所述励磁系统的控制方法如下：
1）当励磁电流从励磁输出第一端流向励磁输出第二端时：
采用+E/2和0电平组合方式实现正常励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；
采用+E/2和+E电平组合方式实现短时强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；
采用0和-E/2电平组合方式进行逆变控制，实现缓慢灭磁；
采用-E/2和-E电平组合方式进行逆变控制，实现快速强减灭磁；
2）当励磁电流从励磁输出第二端流向励磁输出第一端时：
采用-E/2和0电平组合方式实现反向励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；
采用-E/2和-E电平组合方式实现短时反向强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；
采用0和+E/2电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的缓慢灭磁；
采用+E/2和+E电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的快速强减灭磁。
本发明具有以下有益效果：本发明所述的双向五电平直流变换电路，根据导通控制信号不同，能够输出E、E/2、0、-E/2、-E五电平直流励磁电压，相比于典型的H桥三电平斩波，增加E/2和-E/2两路电平输出，运行中开通关断电压能够减小E/2，进而能够降低开关管开关损耗，提高系统效率，减小电磁干扰和直流输出电压纹波；同时，当需要较小直流励磁电压输出时，E/2、0相比E、0在相同开关频率下，开通占空比增加一倍，更利于实现对直流输出电压更精准的控制。此外，在满足励磁功率双向流动的同时，还可实现励磁电流的双向输出，具备四象限运行能力，进一步拓展了五电平直流变换电路的控制灵活性。
附图说明
图1是本发明双向五电平直流变换电路图；
图2是本发明双向五电平直流变换电路输出电压斩波波形示意图；
图3是本发明应用于自并励励磁系统的示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供一种应用于发电机励磁系统的双向五电平直流变换电路，其由直流电源提供电路、第一电容器C1、第二电容器C2和五电平直流斩波电路组成；所述五电平直流斩波电路由第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第八二极管VD8组成。
所述第一电容器C1和第二电容器C2串联后并联于直流电源提供电路两端，直流电源提供电路的两端分别为正电压端P和负电压端N，两电容器之间的连接点为中间电压端M。
所述第一开关管V1的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第一端。所述第二开关管V2的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第二端。所述第三开关管V3的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第一端。所述第四开关管V4的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第二端。所述第五开关管V5与第七二极管VD7串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第一端。所述第六开关管V6与第八二极管VD8串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第二端。
所述第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5和第六二极管VD6分别反向并联于第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6的两端。
所述第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6均采用IGBT等全控器件。
所述第一开关管V1的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第一端。所述第二开关管V2的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第二端。所述第三开关管V3的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第一端。所述第四开关管V4的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第二端。所述第五开关管V5的发射极与第七二极管VD7的阳极连接，第七二极管VD7的阴极连接中间电压端M，第五开关管V5的集电极连接励磁输出第一端。所述第六开关管V6的发射极与第八二极管VD8的阳极连接，第八二极管VD8的阴极连接中间电压端M，第六开关管V6的集电极连接励磁输出第二端。
所述第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6的控制端受发电机励磁系统励磁调节器控制。
如图1所示，直流励磁电流按照如图所示方向流动：当第一开关管V1和第四开关管V4开通时，电路输出电压+E；当第一开关管V1和第六开关管V6开通时，电路输出电压+E/2；当第一开关管V1开通时，电流通过第二二极管VD2续流，电路输出电压0；当第四开关管V4开通时，电流通过第三二极管VD3续流，电路同样输出电压0；当第六开关管V6开通时，电流通过第三二极管VD3和第八二极管VD8续流，电路输出电压-E/2；当电流通过第二二极管VD2和第三二极管VD3续流，电路输出电压-E。
为了均衡碳刷及滑环的磨损，发电机机组运行一定周期后，需要对注入励磁绕组的电流进行倒极操作，常规励磁通过倒极装置实现。本发明实施例提供的斩波电路采用对称结构，通过开关管控制信号的改变即可实现倒极操作。电流可实现从图1所示励磁电流相反方向注入励磁绕组，实现倒极操作：当第二开关管V2和第三开关管V3开通时，电路输出电压-E；当第二开关管V2和第五开关管V5开通时，电路输出电压-E/2；当第二开关管V2开通时，电流通过第一二极管VD1续流，电路输出电压0；当第三开关管V3开通时，电流通过第四二极管VD4续流，电路同样输出电压0；当第五开关管V5开通时，电流通过第四二极管VD4和第七二极管VD7续流，电路输出电压+E/2；当电流通过第一二极管VD1和第四二极管VD4续流，电路输出电压+E。
应用上述斩波输出组合，励磁系统控制可设计如下：采用+E/2和0电平组合方式实现正常励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；采用+E/2和+E电平组合方式实现短时强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；采用0和-E/2电平组合方式进行逆变控制，实现缓慢灭磁；采用-E/2和-E电平组合方式进行逆变控制，实现快速强减灭磁。此外，倒极操作可设计如下：采用-E/2和0电平组合方式实现反向励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；采用-E/2和-E电平组合方式实现短时反向强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；采用0和+E/2电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的缓慢灭磁；采用+E/2和+E电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的快速强减灭磁。波形示意依次如图2所示。
结合自并励励磁系统，对该五电平直流变换电路应用于发电机励磁系统进行具体说明，如图3所示：直流电源提供回路采用三电平全控整流回路为例，整流回路交流侧连接励磁变压器低压侧，励磁变压器交流侧高压侧连接于发电机机端，整流回路直流侧连接五电平直流变换电路，五电平直流变换电路的励磁电压输出端连接发电机励磁绕组。机组正常运行，励磁系统从机端经励磁变取能，经三电平全控整流回路完成AC-DC整流提供直流电源，再经五电平直流变换电路DC-DC斩波输出稳定的直流励磁电压，进而提供机组正常运行所需的励磁电流；机组励磁逆变时，能量反方向流动，励磁绕组能量经五电平直流变换电路、三电平全控整流回路以及励磁变，向机端反送，进而实现快速的停机灭磁。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.包含双向五电平直流变换电路的发电机励磁系统的控制方法，其特征在于，所述的双向五电平直流变换电路包括直流电源提供电路、第一电容器C1、第二电容器C2和五电平直流斩波电路；
所述五电平直流斩波电路包括第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第七二极管VD7和第八二极管VD8；
所述第一电容器C1和第二电容器C2串联后并联于直流电源提供电路的两端，直流电源提供电路的两端分别为正电压端P和负电压端N，两电容器之间的连接点为中间电压端M；
所述第一开关管V1的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第一端；所述第二开关管V2的一端连接正电压端P，另一端连接励磁输出第二端；所述第三开关管V3的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第一端；所述第四开关管V4的一端连接负电压端N，另一端连接励磁输出第二端；所述第五开关管V5与第七二极管VD7串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第一端；所述第六开关管V6与第八二极管VD8串联，该串联支路的一端连接中间电压端M，另一端连接励磁输出第二端；
所述第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、第五二极管VD5、第六二极管VD6分别反向并联于第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5、第六开关管V6的两端；
所述的包含双向五电平直流变换电路的发电机励磁系统，所述的第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6的控制端受发电机励磁系统励磁调节器控制；
1）当励磁电流从励磁输出第一端流向励磁输出第二端时：
当第一开关管V1和第四开关管V4开通时，电路输出电压+E；
当第一开关管V1和第六开关管V6开通时，电路输出电压+E/2；
当第一开关管V1开通时，电流通过第二二极管VD2续流，电路输出电压0；
当第四开关管V4开通时，电流通过第三二极管VD3续流，电路同样输出电压0；
当第六开关管V6开通时，电流通过第三二极管VD3和第八二极管VD8续流，电路输出电压-E/2；
当电流通过第三二极管VD3和第二二极管VD2续流，电路输出电压-E；
2）当励磁电流从励磁输出第二端流向励磁输出第一端时：
当第二开关管V2和第三开关管V3开通时，电路输出电压-E；
当第二开关管V2和第五开关管V5开通时，电路输出电压-E/2；
当第二开关管V2开通时，电流通过第一二极管VD1续流，电路输出电压0；
当第三开关管V3开通时，电流通过第四二极管VD4续流，电路同样输出电压0；
当第五开关管V5开通时，电流通过第四二极管VD4和第七二极管VD7续流，电路输出电压+E/2；
当电流通过第一二极管VD1和第四二极管VD4续流，电路输出电压+E；
所述发电机励磁系统的控制方法如下：
1）当励磁电流从励磁输出第一端流向励磁输出第二端时：
采用+E/2和0电平组合方式实现正常励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；
采用+E/2和+E电平组合方式实现短时强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；
采用0和-E/2电平组合方式进行逆变控制，实现缓慢灭磁；
采用-E/2和-E电平组合方式进行逆变控制，实现快速强减灭磁；
2）当励磁电流从励磁输出第二端流向励磁输出第一端时：
采用-E/2和0电平组合方式实现反向励磁，输出0到额定励磁电压之间调节；
采用-E/2和-E电平组合方式实现短时反向强励，输出额定到最大励磁电压之间调节；
采用0和+E/2电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的缓慢灭磁；
采用+E/2和+E电平组合方式进行逆变控制，实现反向励磁的快速强减灭磁。
2.如权利要求1所述的包含双向五电平直流变换电路的发电机励磁系统的控制方法，其特征在于，所述的双向五电平直流变换电路中，所述的第一开关管V1、第二开关管V2、第三开关管V3、第四开关管V4、第五开关管V5和第六开关管V6均采用IGBT全控器件。
3.如权利要求1或2述的包含双向五电平直流变换电路的发电机励磁系统的控制方法，其特征在于，所述的双向五电平直流变换电路中，
所述第一开关管V1的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第一端；
所述第二开关管V2的集电极连接正电压端P，发射极连接励磁输出第二端；
所述第三开关管V3的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第一端；
所述第四开关管V4的发射极连接负电压端N，集电极连接励磁输出第二端；
所述第五开关管V5的发射极与第七二极管VD7的阳极连接，第七二极管VD7的阴极连接中间电压端M，第五开关管V5的集电极连接励磁输出第一端；
所述第六开关管V6的发射极与第八二极管VD8的阳极连接，第八二极管VD8的阴极连接中间电压端M，第六开关管V6的集电极连接励磁输出第二端。
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| CN102916631A (zh) * | 2012-08-08 | 2013-02-06 | 中国矿业大学 | T型五电平开关磁阻电机功率变换器 |
| CN103326650A (zh) * | 2013-05-15 | 2013-09-25 | 华中科技大学 | 一种发电机的自并励励磁系统 |
| CN104660129A (zh) * | 2015-03-19 | 2015-05-27 | 中国计量学院 | 开关磁阻风力发电机控制系统及控制方法 |
| CN105743375A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 天津工业大学 | 一种开关磁阻电机的多电平功率拓扑结构 |
| CN205725502U (zh) * | 2016-04-29 | 2016-11-23 | 天津工业大学 | 一种开关磁阻电机的多电平功率拓扑结构 |
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