CN107860997A - 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法 - Google Patents

基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107860997A
CN107860997A CN201711033390.2A CN201711033390A CN107860997A CN 107860997 A CN107860997 A CN 107860997A CN 201711033390 A CN201711033390 A CN 201711033390A CN 107860997 A CN107860997 A CN 107860997A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converting
link
voltage
converting link
power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711033390.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张扬
刘静
杨小品
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchang Institute of Technology
Original Assignee
Nanchang Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchang Institute of Technology filed Critical Nanchang Institute of Technology
Priority to CN201711033390.2A priority Critical patent/CN107860997A/zh
Publication of CN107860997A publication Critical patent/CN107860997A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法，涉及电力电子技术领域，将功率模块级联形成换流链，两条换流链的逆变侧经过电感串联。试验时，首先通过直流电源对换流链进行整体充电，使其接近于直流电容额定电压；然后断开充电电源，在部分链节的直流侧接入补能直流电源，该电源的容量仅需要满足在试验过程中换流链的损耗能量即可；最后通过电压‑电流控制策略，将一条换流链等效为电压源，另一条换流链等效为可控电流源，从而实现全功率运行。该方法能够一次试验多个功率模块，从而大大提高功率模块的全功率试验效率。

Description

基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法。
背景技术
H桥功率模块是光伏、风电、链式静止同步补偿器和柔性直流输电变流器等装置的核心功率部件。模块化设计的装置既便于安装和调试，也便于维修和更换，因此应用前景广泛。
H桥功率模块必须进行全功率试验，以便验证满功率下H桥功率模块的热性能和电气性能。传统的H桥功率模块全功率试验每次只能包括2个模块。这种方法在一个H桥功率模块的直流电容处供电，逆变后生成交流电，另一个功率模块作为负荷，控制并产生额定功率。
这种方法的缺陷是效率低下，对于含有大量功率模块的装置，试验速度很低，难以满足大规模工业化的需要。目前的专利和论文并没有具体的讨论能够满足以上需求的H桥功率模块全功率快速试验方法。
发明内容
本发明实施例提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法，可以解决现有技术中存在的问题。
基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台，该平台包括两个低压整流桥REC1、REC2和一个高压整流桥REC3，多个功率模块首尾相连形成两条换流链：换流链1和换流链2；
低压整流桥REC1的交流侧连接低压调压器TY1，直流侧连接换流链1中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS1控制开断，低压整流桥REC2的交流侧连接低压调压器TY2，直流侧连接换流链2中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS2控制开断；
高压整流桥REC3的直流侧连接到两条换流链的首尾两端，并通过一个高压断路器QS3控制开断，交流侧连接高压调压器TY3，电抗器连接在两条换流链之间。
本发明还提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台的试验方法，该方法包括以下步骤：
将高压断路器闭合，通过高压整流桥给两条换流链充电，功率模块达到额定电压时，断开高压断路器；
闭合两个低压断路器，并调节低压调压器，用于给换流链试验过程中补能；
将换流链1控制在电压源模式，换流链2控制在电流源模式；
通过调节电流的大小，使所有功率模块达到额定功率，从而进行全功率试验。
本发明实施例中的基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法，将功率模块级联形成换流链，两条换流链的逆变侧经过电感串联。试验时，首先通过直流电源对换流链进行整体充电，使其接近于直流电容额定电压；然后断开充电电源，在部分链节的直流侧接入补能直流电源，该电源的容量仅需要满足在试验过程中换流链的损耗能量即可；最后通过电压-电流控制策略，将一条换流链等效为电压源，另一条换流链等效为可控电流源，从而实现全功率运行。该方法能够一次试验多个功率模块，从而大大提高功率模块的全功率试验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台的拓扑结构图；
图2为图1中换流链1的电压源控制模式示意图；
图3为图1中换流链2的电流源控制模式示意图；
图4为图1中换流链1和换流链2的均压控制示意图；
图5为试验结果示意图，其中(a)为换流链1和换流链2的交流逆变级联电压波形，(b)为两条换流链的工作电流波形。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明实施例中提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台，该平台主要包括两个低压整流桥REC1、REC2和一个高压整流桥REC3，多个功率模块首尾相连形成两条换流链，即换流链1和换流链2。低压整流桥REC1的交流侧连接低压调压器TY1，直流侧连接换流链1中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS1控制开断，用于试验过程中的补能；低压整流桥REC2的交流侧连接低压调压器TY2，直流侧连接换流链2中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS2控制开断。高压整流桥REC3的直流侧连接到两条换流链的首尾两端，并通过一个高压断路器QS3控制开断，用于启动过程中的充电，交流侧连接高压调压器TY3，电抗器连接在两条换流链之间，用于滤波。
图1中L为电感，作为电抗器使用，G1和G2是低压交流电源，G3是高压交流电源，vr1是换流链1的逆变级联电压，vr2是换流链2的逆变级联电压，ir是两条换流链的工作电流。
图2为换流链1的电压源控制模式，采用PI调节器闭环控制调制度，其中v* r1为逆变级联电压的指令值，ω为电气角速度，工频下为100π，ω*为电气角速度的指令值，CPS-SPWM表示移相载波调制算法。
图3为换流链2的电流源控制模式，采用双PI调节器闭环控制，其中外环为电压环，用于控制逆变电压；内环为电流环，用于控制电流。其中Nu* dc为换流链所有功率模块直流电容电压之和的指令值，是换流链所有功率模块直流电容电压之和的实际值，id、iq、ed、eq分别是电流和电压经过单相旋转变换之后的实际值，i* q是iq的指令值，图中r/s(旋转转换为静止)变换公式为：
图4为换流链1和换流链2的均压控制，采用PI调节器控制电压稳定。其中，udc_i为第i个功率模块的实际电压，为一条换流链各个功率模块的平均电压。
图5为典型的试验结果。图5中(a)为换流链1和换流链2的交流逆变级联电压波形，图5中(b)为两条换流链的工作电流波形。
本发明实施例还提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验方法，该方法包括以下步骤：
将高压断路器闭合，通过高压整流桥给两条换流链充电，功率模块达到额定电压时，断开高压断路器；
闭合两个低压断路器，并调节低压调压器，用于给换流链试验过程中补能；
将换流链1控制在电压源模式，换流链2控制在电流源模式；
通过调节电流的大小，使所有功率模块达到额定功率，从而进行全功率试验。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台，其特征在于，该平台包括两个低压整流桥REC1、REC2和一个高压整流桥REC3，多个功率模块首尾相连形成两条换流链：换流链1和换流链2；
低压整流桥REC1的交流侧连接低压调压器TY1，直流侧连接换流链1中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS1控制开断，低压整流桥REC2的交流侧连接低压调压器TY2，直流侧连接换流链2中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS2控制开断；
高压整流桥REC3的直流侧连接到两条换流链的首尾两端，并通过一个高压断路器QS3控制开断，交流侧连接高压调压器TY3，电抗器连接在两条换流链之间。
2.权利要求1中基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台的试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将高压断路器闭合，通过高压整流桥给两条换流链充电，功率模块达到额定电压时，断开高压断路器；
闭合两个低压断路器，并调节低压调压器，用于给换流链试验过程中补能；
将换流链1控制在电压源模式，换流链2控制在电流源模式；
通过调节电流的大小，使所有功率模块达到额定功率，从而进行全功率试验。
CN201711033390.2A 2017-10-30 2017-10-30 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法 Pending CN107860997A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711033390.2A CN107860997A (zh) 2017-10-30 2017-10-30 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711033390.2A CN107860997A (zh) 2017-10-30 2017-10-30 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107860997A true CN107860997A (zh) 2018-03-30

Family

ID=61696638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711033390.2A Pending CN107860997A (zh) 2017-10-30 2017-10-30 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107860997A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110286316A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 中车大连机车研究所有限公司 一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统
CN113676061A (zh) * 2020-05-15 2021-11-19 南京南瑞继保电气有限公司 动态平衡式换流器系统及其控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565579A (zh) * 2011-12-16 2012-07-11 中电普瑞科技有限公司 一种换流链运行试验装置及控制方法
CN104065088A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 许继电气股份有限公司 高压statcom换流链等效全压全功率运行控制方法
CN104422858A (zh) * 2013-09-09 2015-03-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压交-直流试验电路及其试验方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565579A (zh) * 2011-12-16 2012-07-11 中电普瑞科技有限公司 一种换流链运行试验装置及控制方法
CN104422858A (zh) * 2013-09-09 2015-03-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种高压交-直流试验电路及其试验方法
CN104065088A (zh) * 2014-06-26 2014-09-24 许继电气股份有限公司 高压statcom换流链等效全压全功率运行控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张扬等: "基于直流供电的大功率高压链式STATCOM的换流链等效试验", 《电源学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110286316A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 中车大连机车研究所有限公司 一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统
CN110286316B (zh) * 2019-07-02 2022-02-01 中车大连机车研究所有限公司 一种基于纯电感对拖的功率模块全功率测试方法及系统
CN113676061A (zh) * 2020-05-15 2021-11-19 南京南瑞继保电气有限公司 动态平衡式换流器系统及其控制方法
CN113676061B (zh) * 2020-05-15 2023-06-27 南京南瑞继保电气有限公司 动态平衡式换流器系统及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104852406B (zh) 基于电力电子变压器的混合微网系统及功率控制方法
Sabahi et al. Flexible power electronic transformer
CN107681877B (zh) 一种含全桥子模块的混合型mmc启动方法
CN102545260B (zh) 一种微电网并网与孤网自动无缝切换的控制方法
CN114583743B (zh) 一种海上风电不控整流直流输电系统的控制方法
CN104508966B (zh) 功率变换器
CN106953349B (zh) 一种用于柔性直流输电系统孤岛启动的方法
CN108599272A (zh) 基于多能源和混合储能技术的船舶综合电力系统实验平台
CN107645178B (zh) 一种基于电力电子变压器的虚拟同步机控制系统及方法
CN105591548A (zh) 基于多端口高频变压器的自平衡式电力电子变压器
CN204390889U (zh) 斯科特平衡变压器
CN107860997A (zh) 基于换流链的h桥功率模块全功率快速试验平台及方法
CN110618319B (zh) 一种用于VSC型电力机车dq阻抗测量的装置及其控制方法
CN106026177B (zh) 基于光储发电系统的电网黑启动方法
CN111273113A (zh) 柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置和试验方法
CN107612344A (zh) 一种isos组合型dc/dc变换器的均压控制方法
CN105186574B (zh) 一种逆变系统及其控制装置和方法
CN111525828B (zh) 基于虚拟同步电机的双向隔离型谐振功率变换器控制方法
CN100386962C (zh) 改进型高压大功率变频器
CN211880102U (zh) 一种多功能四象限变流装置
CN104393591A (zh) 供电系统
CN112054528A (zh) 一种适用于配电网的分布式潮流控制器拓扑及控制方法
CN203825115U (zh) 一种statcom子模块的全功率测试装置
CN109217326B (zh) 一种降压式角型statcom及其控制方法
CN105429472A (zh) 一种星角型整流式大功率直流升压变换器及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180330

RJ01 Rejection of invention patent application after publication