CN111505411B - 一种双有源桥dc/dc变换模块的运行试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双有源桥DC/DC变换模块的运行试验装置及方法,利用双有源桥DC/DC变换模块自身的控制特点,配合DC/DC高压直流电源和两台DC/AC变流器,有效模拟测试品模块额定运行时的电压、电流、温度、稳定性以及功率双向控制等性能指标。本发明具有试验操作简单、测试效率高的优点,有效降低了试验装置的成本投入,减少试验装置占地面积,满足一定的测试通用性需求,同时有效避免试验结束后装置内电容长时间带电造成的安全隐患,降低试验电路对电源容量的要求,减小试验系统对电网造成的谐波污染。

Description

一种双有源桥DC/DC变换模块的运行试验装置及方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域,具体涉及一种双有源桥DC/DC变换模块的运行试验装置及方法。
背景技术
电力电子变压器是当前研究的热门方向,其中以基于双有源桥DC/DC变换器为核心来实现的电力电子变压器具有明显的优势,双有源桥DC/DC变换器引入了高频变压器,极大地提高了功率密度,同时又满足能量双向流动、调控速度快等优点。为满足工程化应用和电力电子变压器的稳定运行,电力电子变压器中核心设备双有源桥DC/DC变换器采用模块化设计,并已在实际工程中应用。
双有源桥DC/DC变换模块作为电力电子变压器中核心换流设备,其电气性能和稳定性直接决定了电力电子变压器整体的运行性能。因此,通过等效模拟双有源桥DC/DC变换模块在电力电子变压器运行时的电气参数来测试其各方面的电气性能,可有效保证电力电子变压器成套设备出厂的合格率和现场运行的稳定性。然而,目前暂无完整、系统的双有源桥DC/DC变换模块测试装置和测试方法。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种双有源桥DC/DC变换模块的运行试验装置及方法,以解决使用双有源桥DC/DC变换模块的电力电子变压器及其它中高压、大容量直流配电网设备在实际工况下运行性能等效困难的问题,检验双有源桥DC/DC变换模块长时间耐受与实际运行工况相当的连续电流、稳态电压,并充分验证其温升情况。同时,解决实际工程大规模测试应用所面临的灵活性、建设成本、可行性、安全等问题。
(二)技术方案
为解决上述问题,本发明的第一方面提供了一种双有源桥DC/DC变换模块的运行试验装置,包括试品模块(2),高压直流电源(1),泄放开关(K1),泄放电阻(R),第一DC/AC变流器(4),第二DC/AC变流器(5),限流电感(L1),限流电感(L2),控制系统(3),第一变压器(TR1),第二变压器(TR2),第一断路器(QF1),第一断路器(QF2)和电源(E);所述第一DC/AC变流器(4)的交流侧通过第一变压器(TR1)、第一断路器(QF1)与电源(E)连接,所述第二DC/AC变流器(5)的交流侧通过第二变压器(TR2)、第二断路器(QF2)与电源(E)连接;所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的正极通过限流电感(L1)与所述高压直流电源(1)的低压侧的正极连接,所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的负极与所述高压直流电源(1)的低压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与所述试品模块(2)的高压侧的正极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的负极与所述试品模块(2)的高压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与负极之间串联连接泄放开关(K1)和泄放电阻(R),所述试品模块(2)的低压侧的正极通过限流电感(L2)与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的正极连接,所述试品模块(2)的低压侧的负极与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的负极连接;所述控制系统(3)与所述试品模块(2)之间相互通信。
根据本发明的一个方面,所述高压直流电源(1)包含第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12),第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12)的低压侧并联连接,第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12)的高压侧串联连接。
根据本发明的一个方面,所述试品模块(2)由N个试品组成,其中N为大于等于1的整数,所述试品包括双有源桥DC/DC变换模块,试品1的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧正极与高压直流电源(1)的高压侧正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧依次串联连接,试品N模块高压侧负极与高压直流电源(1)的负极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧正极并联后,与第二DC/AC变流器(5)的直流侧正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧负极并联后与第二DC/AC变流器(5)直流侧负极连接。
根据本发明的一个方面,所述试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块包含高压侧H桥单元HB1,低压侧H桥单元HB2,谐振电容Cr1、Cr2和高频变压器T,高压侧H桥单元HB1的直流输出端正极通过谐振电容Cr1与高频变压器T的N1侧的正极相连接,高压侧H桥单元HB1的直流输出端负极与高频变压器T的N1侧的负极相连接,低压侧H桥单元HB2的直流输出端正极通过谐振电容Cr2与高频变压器T的N2侧的正极相连接,低压侧H桥单元HB2的直流输出端负极与高频变压器T的N2侧的负极相连。
根据本发明的一个方面,所述控制系统(3)由试品模块控制单元和高压直流电源控制单元组成。
根据本发明的一个方面,所述第一DC/AC变流器(4)和所述第二DC/AC变流器(5)均为三相VSC变换器。
根据本发明的一个方面,与1#DC/AC变流器和2#DC/AC变流器交流侧连接的变压器TR1、TR2均为Y/△接法。
根据本发明的一个方面,高压直流电源(1)连接泄放开关(K1)和泄放电阻(R1),第一DC/AC变流器(4)、第二DC/AC变流器(5)自带直流泄放单元。
本发明的另一个方面提供一种双有源桥DC/DC变换模块运行试验方法,包括以下步骤:
选定所述运行试验装置的运行方式为功率从所述试品模块(2)的高压侧流向低压侧;
设置所述高压直流电源(1)的运行方式为低压侧到高压侧,断开泄放开关(K1);
闭合第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2),设定所述第一DC/AC变流器(4)运行方式为稳定直流电压并启动,启动所述高压直流电源(1);
当高压直流电源1为试品1~N的高压侧电容充电至额定电压后,设定所述试品模块(2)运行方式为高压侧至低压侧,解锁所述试品模块(2);
设置第二DC/AC变流器(5)运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令;
满足试验要求后,降低第二DC/AC变流器电流至0A并停机,闭锁所述试品模块(2);
停止所述高压直流电源(1),停止第一DC/AC变流器(4),断开第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2);
闭合泄放开关(K1),待所述运行试验装置中电容电压泄放完成,断开泄放开关(K1)。
本发明的又一个方面提供一种双有源桥DC/DC变换模块运行试验方法,包括以下步骤:
选定所述运行试验装置的运行方式为功率从所述试品模块(2)的低压侧流向高压侧;
设置所述高压直流电源(1)的运行方式为高压侧到低压侧,断开泄放开关(K1);
闭合第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2),设定所述第二DC/AC变流器(5)运行方式为稳定直流电压并启动,启动所述高压直流电源(1);
当高压直流电源1为试品1~N的低压侧电容充电至额定电压后,设定所述试品模块(2)运行方式为低压侧至高压侧,解锁所述试品模块(2);
设置第一DC/AC变流器(4)运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令;
满足试验要求后,降低第一DC/AC变流器电流至0A并停机,闭锁试品模块(2);
停止所述高压直流电源(1),停止第二DC/AC变流器(5),断开第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2);
闭合泄放开关(K1),待所述运行试验装置中电容电压泄放完成,断开泄放开关(K1)。
(三)有益效果
本发明能够满足双有源桥DC/DC变换模块在工程应用中的连续运行要求,可以模拟与实际运行工况一致的额定电压、电流、温度等性能参数,实现了对双有源桥DC/DC变换模块实际运行工况的良好复现,而且具有试验操作简单、测试效率高的优点,有效降低了试验装置的成本投入,减少试验装置占地面积。同时,对单次试验所需的试品双有源桥DC/DC变换模块数量没有要求,取决于单个试品的运行电压、容量与所建设的试验装置容量是否匹配;因此,试验时可根据匹配关系灵活配置试品模块个数,满足一定的测试通用性需求;而且高压侧直流电源和2台DC/AC变流器中均设计了电容电压泄放回路,可有效避免试验结束后装置内电容长时间带电造成的安全隐患;整个试验装置在运行过程中,试验模拟产生的大电流在试验装置内部形成环流,仅从外部电源吸收少部分有功损耗,极大的降低了试验电路对电源容量的要求;试验装置交流侧变压器通过Y/△连接方式与电网隔离,在很大程度上减小试验系统对电网造成的谐波污染。
附图说明
图1为本发明运行试验装置的系统图;
图2为本发明试品的双有源桥DC/DC模块的原理图;
图3为本发明试品模块功率由高压侧到低压侧的运行试验方法流程图;
图4为本发明试品模块功率由低压侧到高压侧的运行试验方法流程图;
图5为本发明试品双有源桥DC/DC变换模块高、低压侧运行试验仿真电压、电流波形;
图6为本发明试品双有源桥DC/DC变换模块高、低压侧运行实测电压、电流波形。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
为满足双有源桥DC/DC变换模块等效、高效、可行、可靠的测试需求,在实际工程应用中,试验装置的设计和建设需要考虑以下问题:
一、试验系统应满足不同容量和电压等级的双有源桥DC/DC变换模块测试需要,可根据试验需求灵活配置试品模块数量;
二、在满足等效模拟的情况下,同时应减小试验系统占地面积,降低试验设备投入成本,以满足工程化应用的需要;
三、试验装置对外部试验电源的容量要求不可过大,运行过程中应尽可能减小对电网电能质量的影响;
四、试验装置应具备操作简单、安全可靠的特点。
本发明综合考虑以上因素设计出一种双有源桥DC/DC变换模块的试验装置及试验方法。图1示出了根据本发明一个实施例的电力电子变压器中双有源桥DC/DC变换模块运行试验装置的系统图。该系统包括试品模块2,高压直流电源1,泄放开关K1,泄放电阻R,1#DC/AC变流器4,2#DC/AC变流器5,限流电感L1,限流电感L2,控制系统3,变压器TR1,变压器TR2,断路器QF1,断路器QF2和电源E。
如图1所示,1#DC/AC变流器4的交流侧通过变压器TR1、断路器QF1与电源E连接,2#DC/AC变流器5的交流侧通过变压器TR2、断路器QF2与电源E连接;所述1#DC/AC变流器4的直流侧的正极通过限流电感L1与所述高压直流电源的低压侧的正极连接,所述1#DC/AC变流器4的直流侧的负极与所述高压直流电源1的低压侧的负极连接,所述高压直流电源1的高压侧的正极与所述试品模块2的高压侧的正极连接,所述高压直流电源1的高压侧的负极与所述试品模块2的高压侧的负极连接,所述高压直流电源1的高压侧的正极与负极之间串联连接泄放开关K1和泄放电阻R,所述试品模块2的低压侧的正极通过限流电感L2与所述2#DC/AC变流器5的直流侧的正极连接,所述试品模块2的低压侧的负极与所述2#DC/AC变流器5的直流侧的负极连接;所述控制系统3与所述试品模块2之间通过光纤相互通信。
所述高压直流电源1包含双级DC/DC高压直流变换器11和双级DC/DC高压直流变换器12;双级DC/DC高压直流变换器11和双级DC/DC高压直流变换器12的低压侧并联连接后,正极通过限流电感L1与1#DC/AC变流器4直流侧正极相连,负极与1#DC/AC变流器4直流侧负极相连,双级DC/DC高压直流变换器11和双级DC/DC高压直流变换器12的高压侧串联后,正极与试品1的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧正极连接,负极与试品N的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧负极连接。高压直流电源的主要作用是为试品模块高压侧提供运行时所需的高压直流电压。
所述试品模块2由N个双有源桥DC/DC变换模块试品组成,其中N为大于等于1的整数。试品1的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧正极与高压直流电源的正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧依次串联连接,试品N模块高压侧负极与高压直流电源的负极连接。试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧正极并联后,通过限流电感L2与2#DC/AC变流器5的直流侧正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧负极并联后与2#DC/AC变流器5直流侧负极连接。
所述控制系统3由试品模块控制单元和高压直流电源控制单元组成。
所述1#DC/AC变流器4为三相VSC变换器,所述2#DC/AC变流器5也为三相VSC变换器。所述1#DC/AC变流器、2#DC/AC变流器运用SVPWM调制,采用电压、电流双闭环控制策略,来控制试验系统运行电流以及稳定直流电压的作用。与1#DC/AC变流器和2#DC/AC变流器交流侧连接的变压器TR1、TR2均为Y/△接法。
高压直流电源1、1#DC/AC变流器4和2#DC/AC变流器5中均设计了电容电压泄放回路,高压直流电源1连接泄放开关K1和泄放电阻R1,1#DC/AC变流器4、2#DC/AC变流器5自带直流泄放单元,可有效避免试验结束后装置内电容长时间带电造成的安全隐患。
图2示出了试品1-N的双有源桥DC/DC变换模块的原理图,所述双有源桥DC/DC变换模块包含高压侧H桥单元HB1,低压侧H桥单元HB2,谐振电容Cr1、Cr2和高频变压器T。高频变压器T包括谐振电感Lr1、Lr2和线圈N1、N2。高压侧H桥单元HB1的直流输出端正极串联谐振电容Cr1和谐振电感Lr1,然后与高频变压器T的N1侧的正极相连接,高压侧H桥单元HB1的直流输出端负极与高频变压器T的N1侧的负极相连接。低压侧H桥单元HB2的直流输出端正极串联谐振电容Cr2和谐振电感Lr3,然后与高频变压器T的N2侧的正极相连接,低压侧H桥单元HB2的直流输出端负极与高频变压器T的N2侧的负极相连接。所述双有源桥DC/DC变换模块采用移相PWM控制方式来控制模块直流输出电压。
所述1#DC/AC变流器、2#DC/AC变流器、DC/DC高压直流电源可以更改运行模式,实现试品模块功率双向流动的测试需要。根据系统运行方式,可灵活设置1#、2#DC/AC变流器和高压直流电源的运行方式,通过不同的运行方式切换,满足试品双向传输功率的试验需求,在对应运行方式下,通过控制1#DC/AC变流器或2#DC/AC变流器输出电流大小来间接控制试品运行电流大小。
图3示出了本发明试品模块的功率由高压侧到低压侧运行试验方法的流程图。该试验方法包括以下步骤:
S1:选定系统运行方式为功率从试品模块高压侧流向低压侧。
S2:设置高压直流电源1的运行方式为低压侧到高压侧,断开泄放开关K1。
S3:闭合断路器QF1、QF2,设定置1#DC/AC变流器4运行方式为稳定直流电压并启动,启动高压直流电源1。
高压直流电源1为试品1~N高压侧电容充电至额定电压。
S4:设定试品模块2运行方式为高压侧至低压侧,解锁试品1~N。
当试品1~N的高压侧电容充电至额定电压后,通过控制系统3设置试品模块2的运行方式为高压侧至低压侧,并解锁试品1~N。试品1~N的按照设定的运行方式,通过移相PWM控制方式产生调制波,驱动IGBT导通和关断,产生变化的方波电压,经由谐振电路形成交变的高频正弦电流,再通过高频变压器耦合降压、低压侧H桥整流输出低压直流电压。
S5:设置2#DC/AC变流器5运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令。
启动2#DC/AC变流器,通过SVPWM调制技术控制交流输出侧电流,流过试品模块2的电流跟随2#DC/AC变流器5输出电流的增大而增大,直到系统中单个试品达到其额定运行电流,系统开始稳定运行;试验运行电流在所述试验系统中形成环流,电源E只需提供小部分的系统损耗功率。
S6:满足试验要求后,降低2#DC/AC变流器5电流至0A并停机,闭锁试品模块。
闭锁全部试品的双有源桥DC/DC变换模块脉冲。
S7:停止高压直流电源1,停止1#DC/AC变流器4,断开断路器QF1、QF2。退出试验系统与外部电源E的连接。
S8:闭合泄放开关K1,待试验装置电容电压泄放完成,断开泄放开关K1。
投入高压侧直流电源泄放开关K1和1#DC/AC、2#DC/AC变流器5自带直流泄放单元,待全部试品的高、低压侧电容电压泄放完成后,断开泄放回路开关K1。
图4示出了本发明试品模块功率由低压侧到高压侧运行试验方法的流程图。该试验方法包括以下步骤:
S1:选定系统运行方式为功率由试品模块低压侧流向高压侧。
S2:设置高压直流电源运行方式为高压侧到低压侧,断开泄放开关K1。
S3:闭合断路器QF1、QF2,设定2#DC/AC变流器运行方式为稳定直流电压并启动。
所述2#DC/AC变流器5为试品1~N的低压侧电容充电至额定电压。
S4:设定试品模块运行方式为低压侧至高压侧,解锁试品1~N。
当试品1~N的低压侧电容充电至额定电压后,通过控制系统设置试品模块运行方式为低压侧至高压侧,并解锁试品1~N,试品1~N按照设定的运行方式,通过移相PWM控制方式产生调制波,驱动IGBT导通和关断,产生变化的方波电压,经由谐振电路形成交变的高频正弦电流,再通过高频变压器耦合升压、高压侧H桥整流输出低压直流电压。
S5:启动高压直流电源,设置1#DC/AC变流器4运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令。
启动1#DC/AC变流器4,通过SVPWM调制技术控制交流输出侧电流,流过试品模块2的电流跟随1#DC/AC变流器4输出电流的增大而增大,直到系统中单个试品达到其额定运行电流,系统开始稳定运行;试验运行电流在所述试验系统中形成环流,电源E只需提供小部分的系统损耗功率。
S6:满足试验要求后,降低1#DC/AC变流器4电流至0A并停机。
S7:停止高压直流电源,闭锁试品模块,断开断路器QF1、QF2。退出试验系统与外部电源E的连接。
S8:闭合泄放开关K1,待试验系统电容电压泄放完成,断开泄放开关K1。
投入高压侧直流电源泄放开关K1和1#DC/AC、2#DC/AC变流器5自带直流泄放单元,待全部试品的高、低压侧电容电压泄放完成后,断开泄放回路开关K1。试验结束。
图5示出了双有源桥DC/DC变换模块在试验系统中的运行仿真波形。如图5所示,U1为单个双有源桥DC/DC变换模块高压侧模块HB1桥口电压波形,U2为低压侧模块HB2桥口电压波形;I1为高压侧模块HB1流经高频变压器线圈的电流波形,I2为低压侧模块HB2流经高频变压器线圈的电流波形。
图6示出了双有源桥DC/DC变换模块运行试验系统在实际运行中,使用示波器实测得到的电压、电流波形。如图6所示,通道CH2、CH4分别为高压侧模块HB1桥口电压波形和高压侧模块HB1流经高频变压器线圈的电流波形,通道CH1、CH3分别为低压侧模块HB2桥口电压波形和低压侧模块HB2流经高频变压器线圈的电流波形。
可以看出,本发明充分利用了双有源桥DC/DC变换模块自身的控制特点,配合DC/DC高压直流电源和两台DC/AC变流器,即可有效模拟测试品模块额定运行时的电压、电流、温度、稳定性以及功率双向控制等性能指标,而且可依据单个试品模块额定运行参数在试验准备阶段配置满足试验装置电压、容量限制的试品模块数量;在试验过程中,通过选定试品模块功率流向,设定对应试验装置的运行方式,可通过试验系统一端为试品模块提供额定运行的直流电压,另一端控制试验系统输出电流大小;再结合试品模块的控制策略实现试品模块功率双向流动的测试需要求,来实现试品模块的试验电压、电流与实际运行中一致。
综上所述,本发明提供了一种电力电子变压器中双有源桥DC/DC变换模块运行试验装置及方法能够满足双有源桥DC/DC变换模块在工程应用中的连续运行要求,可以模拟与实际运行工况一致的额定电压、电流、温度等性能参数,实现了对双有源桥DC/DC变换模块实际运行工况的良好复现,而且具有试验操作简单、测试效率高的优点,有效降低了试验装置的成本投入,减少试验装置占地面积。同时,对单次试验所需的试品双有源桥DC/DC变换模块数量没有要求,取决于单个试品模块的运行电压、容量与所建设的试验装置容量是否匹配;因此,试验时可根据匹配关系灵活配置试品模块个数,满足一定的测试通用性需求;而且高压侧直流电源和2台DC/AC变流器中均设计了电容电压泄放回路,可有效避免试验结束后装置内电容长时间带电造成的安全隐患;整个试验装置在运行过程中,试验模拟产生的大电流在试验装置内部形成环流,仅从外部电源吸收少部分有功损耗,极大的降低了试验电路对电源容量的要求;试验装置交流侧变压器通过Y/△连接方式与电网隔离,在很大程度上减小试验系统对电网造成的谐波污染。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种用于运行试验装置的双有源桥DC/DC变换模块的运行试验方法,所述运行试验装置包括:试品模块(2),高压直流电源(1),泄放开关(K1),泄放电阻(R),第一DC/AC变流器(4),第二DC/AC变流器(5),限流电感(L1),限流电感(L2),控制系统(3),第一变压器(TR1),第二变压器(TR2),第一断路器(QF1),第二断路器(QF2)和电源(E);所述第一DC/AC变流器(4)的交流侧通过第一变压器(TR1)、第一断路器(QF1)与电源(E)连接,所述第二DC/AC变流器(5)的交流侧通过第二变压器(TR2)、第二断路器(QF2)与电源(E)连接;所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的正极通过限流电感(L1)与所述高压直流电源(1)的低压侧的正极连接,所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的负极与所述高压直流电源(1)的低压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与所述试品模块(2)的高压侧的正极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的负极与所述试品模块(2)的高压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与负极之间串联连接泄放开关(K1)和泄放电阻(R),所述试品模块(2)的低压侧的正极通过限流电感(L2)与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的正极连接,所述试品模块(2)的低压侧的负极与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的负极连接;所述控制系统(3)与所述试品模块(2)之间相互通信,该方法包括以下步骤:
选定所述运行试验装置的运行方式为功率从所述试品模块(2)的高压侧流向低压侧;
设置所述高压直流电源(1)的运行方式为低压侧到高压侧,断开泄放开关(K1);
闭合第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2),设定所述第一DC/AC变流器(4)运行方式为稳定直流电压并启动,启动所述高压直流电源(1);
当高压直流电源1为试品1~N的高压侧电容充电至额定电压后,设定所述试品模块(2)运行方式为高压侧至低压侧,解锁所述试品模块(2);
设置第二DC/AC变流器(5)运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令;
满足试验要求后,降低第二DC/AC变流器电流至0A并停机,闭锁所述试品模块(2);
停止所述高压直流电源(1),停止第一DC/AC变流器(4),断开第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2);
闭合泄放开关(K1),待所述运行试验装置中电容电压泄放完成,断开泄放开关(K1)。
2.一种用于运行试验装置的双有源桥DC/DC变换模块的运行试验方法,所述运行试验装置包括:试品模块(2),高压直流电源(1),泄放开关(K1),泄放电阻(R),第一DC/AC变流器(4),第二DC/AC变流器(5),限流电感(L1),限流电感(L2),控制系统(3),第一变压器(TR1),第二变压器(TR2),第一断路器(QF1),第二断路器(QF2)和电源(E);所述试品模块(2)由N个试品组成,其中N为大于等于1的整数;所述第一DC/AC变流器(4)的交流侧通过第一变压器(TR1)、第一断路器(QF1)与电源(E)连接,所述第二DC/AC变流器(5)的交流侧通过第二变压器(TR2)、第二断路器(QF2)与电源(E)连接;所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的正极通过限流电感(L1)与所述高压直流电源(1)的低压侧的正极连接,所述第一DC/AC变流器(4)的直流侧的负极与所述高压直流电源(1)的低压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与所述试品模块(2)的高压侧的正极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的负极与所述试品模块(2)的高压侧的负极连接,所述高压直流电源(1)的高压侧的正极与负极之间串联连接泄放开关(K1)和泄放电阻(R),所述试品模块(2)的低压侧的正极通过限流电感(L2)与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的正极连接,所述试品模块(2)的低压侧的负极与所述第二DC/AC变流器(5)的直流侧的负极连接;所述控制系统(3)与所述试品模块(2)之间相互通信;该方法包括以下步骤:
选定所述运行试验装置的运行方式为功率从所述试品模块(2)的低压侧流向高压侧;
设置所述高压直流电源(1)的运行方式为高压侧到低压侧,断开泄放开关(K1);
闭合第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2),设定所述第二DC/AC变流器(5)运行方式为稳定直流电压并启动,启动所述高压直流电源(1);
当高压直流电源1为试品1~N的低压侧电容充电至额定电压后,设定所述试品模块(2)运行方式为低压侧至高压侧,解锁所述试品模块(2);
设置第一DC/AC变流器(4)运行方式为电流控制模式并启动,给定试验所需电流指令;
满足试验要求后,降低第一DC/AC变流器电流至0A并停机,闭锁试品模块(2);
停止所述高压直流电源(1),停止第二DC/AC变流器(5),断开第一断路器(QF1)和第二断路器(QF2);
闭合泄放开关(K1),待所述运行试验装置中电容电压泄放完成,断开泄放开关(K1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法,所述高压直流电源(1)包含第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12),第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12)的低压侧并联连接,第一双级DC/DC高压直流变换器(11)和第二双级DC/DC高压直流变换器(12)的高压侧串联连接。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述试品包括双有源桥DC/DC变换模块,试品1的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧正极与高压直流电源(1)的高压侧正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的高压侧依次串联连接,试品N的双有源桥DC/DC变换模块高压侧负极与高压直流电源(1)的负极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧正极并联后,与第二DC/AC变流器(5)的直流侧正极连接,试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块的低压侧负极并联后与第二DC/AC变流器(5)直流侧负极连接。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述试品1~N的双有源桥DC/DC变换模块包含高压侧H桥单元HB1,低压侧H桥单元HB2,谐振电容Cr1、Cr2和高频变压器T,高压侧H桥单元HB1的直流输出端正极通过谐振电容Cr1与高频变压器T的N1侧的正极相连接,高压侧H桥单元HB1的直流输出端负极与高频变压器T的N1侧的负极相连接,低压侧H桥单元HB2的直流输出端正极通过谐振电容Cr2与高频变压器T的N2侧的正极相连接,低压侧H桥单元HB2的直流输出端负极与高频变压器T的N2侧的负极相连。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述控制系统(3)由试品模块控制单元和高压直流电源控制单元组成。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述第一 DC/AC变流器(4)和所述第二DC/AC变流器(5)均为三相VSC变换器。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其中与第一DC/AC变流器和第二DC/AC变流器交流侧连接的变压器 TR1、TR2均为Y/△接法。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中第一DC/AC变流器(4)和第二DC/AC变流器(5)自带直流泄放单元。
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