CN113884752A - 一种基于换流器的功率检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于换流器的功率检测系统，控制模块，用于发送预设控制指令给高压调节电源进行电压调节，控制特定电压输出，以及控制待测功率模块的测试模式，预设控制指令包括电压控制指令和测试控制指令；高压调节电源用于接收电压控制指令，并根据电压控制指令进行电压调节，为待测功率模块的充电提供特定电压；功率检测模块用于获取待测功率模块的测试电压和测试功率，并根据测试电压和测试功率进行功能检测，得到功能检测结果。本申请能够解决现有针对功率单元的功能检测方法太过复杂，缺乏体系化设计，导致检测效率较低的技术问题。

Description

一种基于换流器的功率检测系统

技术领域

本申请涉及换流器功能测试技术领域，尤其涉及一种基于换流器的功率检测系统。

背景技术

目前随着碳中和、碳达峰的目标确立，能源系统进行深度变革。远距离能量输入、大规模分布式系能源接入、海上风电送出，孤岛供电、交流电网互联、配网增容与能量互济、专供等各种电力解决方案都需要换流器设备。换流器的核心设备为功率单元，每个功率单元进行现场、厂内例行功能传统检测需要使用配套的监控系统、阀控系统、充电电源等设备搭建测试平台，体系化较差，且检测方法复杂，检测进度低效。

发明内容

本申请提供了一种基于换流器的功率检测系统，用于解决现有针对功率单元的功能检测方法太过复杂，缺乏体系化设计，导致检测效率较低的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于换流器的功率检测系统，包括：

控制模块、高压调节电源、功率检测模块；

所述控制模块，用于发送预设控制指令给所述高压调节电源进行电压调节，控制特定电压输出，以及控制待测功率模块的测试模式，所述预设控制指令包括电压控制指令和测试控制指令；

所述高压调节电源，用于接收所述电压控制指令，并根据所述电压控制指令进行电压调节，为所述待测功率模块的充电提供所述特定电压；

所述功率检测模块，用于获取所述待测功率模块的测试电压和测试功率，并根据所述测试电压和所述测试功率进行功能检测，得到功能检测结果。

可选的，所述功率检测模块，具体用于：

获取所述待测功率模块在预设测试模式的测试电压和测试功率；

根据所述测试电压、测试功率和判定阈值分别判断所述待测功率模块过压保护、欠压保护、触发导通和开关触发机制是否正常，得到功能检测结果，所述判定阈值包括高压阈值、低压阈值。

可选的，还包括：存储模块；

所述存储模块，用于将获取的所述测试电压、所述测试功率和所述功能检测结果以预设格式进行存储。

可选的，还包括：显示模块；

所述显示模块，用于对所述测试电压、所述测试功率和所述功能检测结果进行展示。

可选的，还包括：通讯模块；

所述通讯模块，用于通过光纤为所述待测功率模块提供通讯服务。

可选的，所述待测功率模块包括半桥拓扑结构和全桥拓扑结构。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中，提供了一种基于换流器的功率检测系统，包括：控制模块、高压调节电源、功率检测模块；控制模块，用于发送预设控制指令给高压调节电源进行电压调节，控制特定电压输出，以及控制待测功率模块的测试模式，预设控制指令包括电压控制指令和测试控制指令；高压调节电源，用于接收电压控制指令，并根据电压控制指令进行电压调节，为待测功率模块的充电提供特定电压；功率检测模块，用于获取待测功率模块的测试电压和测试功率，并根据测试电压和测试功率进行功能检测，得到功能检测结果。

本申请提供的基于换流器的功率检测系统，通过体系化设计思路将待测功率模块的功能检测过程中涉及的因素整合起来，不论是待测功率模块的特定电压充电，还是待测功率模块的测试模式，均通过相应的控制指令触发，不需要进行复杂的操作；而功率检测模块则可以获取测试过程中待测功率模块的相关电压和功率进行功能检测。整个过程由指令自动触发完成，操作简单，系统化强，能够有效提升检测效率。因此，本申请能够解决现有针对功率单元的功能检测方法太过复杂，缺乏体系化设计，导致检测效率较低的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于换流器的功率检测系统的结构示意图；

图2为本申请应用例提供的基于换流器的功率检测系统示例的结构示意图；

图3为本申请应用例提供的基于换流器的功率检测系统示例的电路拓扑示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种基于换流器的功率检测系统的实施例，包括：控制模块101、高压调节电源102、功率检测模块103。

控制模块101，用于发送预设控制指令给高压调节电源进行电压调节，控制特定电压输出，以及控制待测功率模块的测试模式，预设控制指令包括电压控制指令和测试控制指令。

进一步地，待测功率模块包括半桥拓扑结构和全桥拓扑结构。

预设控制指令主要可以分为调节电压的电压控制指令和测试模式调节的测试控制指令，通过指令触发后续的待测功率模块的充电、测试和检测操作。而待测功率模块可以是换流器相关系统中不同拓扑结构的功率单元，其结构特性不影响本实施例中的检测操作执行。

高压调节电源102，用于接收电压控制指令，并根据电压控制指令进行电压调节，为待测功率模块的充电提供特定电压。

高压调节电源主要是为待测功率模块进行充电，也可以提供测试所需的测试电压，具体根据电压控制指令调节，但是需要根据待测功率模块的需要进行电压调节，输出特定电压至待测功率模块实现充电。一般情况下，高压可调电源为0～5KV，0～100mA。

功率检测模块103，用于获取待测功率模块的测试电压和测试功率，并根据测试电压和测试功率进行功能检测，得到功能检测结果。

进一步地，功率检测模块103，具体用于：

获取待测功率模块在预设测试模式的测试电压和测试功率；

根据测试电压、测试功率和判定阈值分别判断待测功率模块过压保护、欠压保护、触发导通和开关触发机制是否正常，得到功能检测结果，判定阈值包括高压阈值、低压阈值。

待测功率模块首先需要根据高压调节电源提供的特定电压实现充电，然后根据测试控制指令进行特定模式的测试操作，而检测任务就是需要获取测试过程中的测试电压和测试功率，然后根据获取的测试信息进行待测功率模块的各种功能检测，得到功能检测结果。一般分析电压变压就可以明确功能正常与否，电压和功率的变化趋势相同，结合测试电压和测试功率进行功能检测，能够确保检测结果的可靠性。功能检测分析具体为：

如果电力电子触发导通是通过在电力电子器件两端施加测试电源，控制端给予控制触发信号，根据获取的电力电子器件导通前后电压，检测电力电子器件是否按照要求正常导通，以此确定电力电子器件及驱动回路有无故障。

如果功率单元母线施加电压超过系统设定的高压阈值，即最大工作电压值，功率单元内部控制系统可以通过脉冲闭锁、旁路开关闭合进行保护，防止功率单元过压工况下损坏，以此确定功率单元过压保护功能正常。

如果功率单元母线施加电压低于系统设定的低压阈值，即最小工作电压值，功率单元内部控制系统可以通过脉冲闭锁、旁路开关闭合进行保护，防止功率单元欠压工况下工作，以此确定功率单元欠压保护功能正常。

如果功率单元母线施加测试电压，功率单元内部控制系统进行旁路开关闭合保护测试，防止功率单元故障工况下工作，以此确定旁路开关能正常触发动作，动作时间满足功率单元设计要求。

进一步地，还包括：存储模块104；

存储模块，用于将获取的测试电压、测试功率和功能检测结果以预设格式进行存储。

将不同类型的数据可以按照不同的预设格式进行存储，便于追溯查询，为操作人员提供分析依据和数据参考。

进一步地，还包括：显示模块105；

显示模块，用于对测试电压、测试功率和功能检测结果进行展示。直观地将获取的数据和检测结果展示给操作人员看，能够最快的反映检测操作的成果，便于操作人员的分析。

进一步地，还包括：通讯模块106；

通讯模块，用于通过光纤为待测功率模块提供通讯服务。测试线缆一般为老虎夹形式测试导线，通讯线缆一般为光纤，用于检测系统与被测功率模块的控制、通讯与提供电压。

为了便于理解，本申请提供一种基于换流器的功率检测系统的示例，请参阅图2和图3，其中包括一种特定拓扑结构的待测功率模块、控制机箱(控制模块)、高压可调电源和功率检测模块。

实际的控制机箱是一体机、平板电脑或触摸屏等类似设备，配置专用的后台操控软件，用于检测系统的操控与检测系统测试换流器功率单元的功能的结果反馈。将相关操作指令下发至高压可调电源GKDY与待测功率模块，同时将待测功率模块的功能检测结果反馈至控制机箱。控制机箱内部配置电源进线开关SA、电源进线指示灯HD、开关电源DY、控制板卡KZB。控制机箱KZ外壳设计为为铝合金材质，轻便可靠，抗电磁干扰效果强。电源进线开关SA用于控制机箱供电控制；电源进线指示灯HD用于控制机箱供电正常状态显示；开关电源DY用于将外部电源转换为控制板卡KZB所需的工作电源；控制板卡KZB用于检测系统的控制与信息监测上送，控制板卡内置控制检测程序，并配置以太网口、光纤接口、RS485、232或USB等接口与操作显示系统CX、被测功率单元进行通讯控制。控制机箱KZ通过测试线与被测功率单元连接，可以检测待测功率模块的功率器件电压与母线两侧电压。控制机箱KZ与高压可调电压GKDY通过内部线缆连接进行输出电压控制。

测试线缆一般为老虎夹形式测试导线和通讯线缆，用于控制机箱KZ、高压可调电源GKDY与待测功率模块连接，用于检测系统与待测功率模块的控制、通讯与提供电压。测试导线一般为五根，两根连接待测功率模块母线两侧与高压可调电源GKDY，两根连接待测功率模块母线两侧与控制机箱KZ电压检测接口，一根连接待测功率模块功率器件侧与控制机箱KZ电压检测接口。通讯线缆一般为光纤，光纤接口为ST、HF、LC等形式，类型为多模或单模。电阻R用于高压可调电源GKDY与待测功率模块电容充电时限流，保护检测系统与待测功率模块，K1为放电开关，用于测试完成后进行待测功率模块电容放电，保护人身安全。

本申请实施例提供的基于换流器的功率检测系统，通过体系化设计思路将待测功率模块的功能检测过程中涉及的因素整合起来，不论是待测功率模块的特定电压充电，还是待测功率模块的测试模式，均通过相应的控制指令触发，不需要进行复杂的操作；而功率检测模块则可以获取测试过程中待测功率模块的相关电压和功率进行功能检测。整个过程由指令自动触发完成，操作简单，系统化强，能够有效提升检测效率。因此，本申请实施例能够解决现有针对功率单元的功能检测方法太过复杂，缺乏体系化设计，导致检测效率较低的技术问题。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：RandomAccess Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于换流器的功率检测系统，其特征在于，包括：控制模块、高压调节电源、功率检测模块；

所述控制模块，用于发送预设控制指令给所述高压调节电源进行电压调节，控制特定电压输出，以及控制待测功率模块的测试模式，所述预设控制指令包括电压控制指令和测试控制指令；

所述高压调节电源，用于接收所述电压控制指令，并根据所述电压控制指令进行电压调节，为所述待测功率模块的充电提供所述特定电压；

所述功率检测模块，用于获取所述待测功率模块的测试电压和测试功率，并根据所述测试电压和所述测试功率进行功能检测，得到功能检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于换流器的功率检测系统，其特征在于，所述功率检测模块，具体用于：

获取所述待测功率模块在预设测试模式的测试电压和测试功率；

根据所述测试电压、测试功率和判定阈值分别判断所述待测功率模块过压保护、欠压保护、触发导通和开关触发机制是否正常，得到功能检测结果，所述判定阈值包括高压阈值、低压阈值。

3.根据权利要求1所述的基于换流器的功率检测系统，其特征在于，还包括：存储模块；

所述存储模块，用于将获取的所述测试电压、所述测试功率和所述功能检测结果以预设格式进行存储。

4.根据权利要求1所述的基于换流器的功率检测系统，其特征在于，还包括：显示模块；

所述显示模块，用于对所述测试电压、所述测试功率和所述功能检测结果进行展示。

5.根据权利要求1所述的基于换流器的功率检测系统，其特征在于，还包括：通讯模块；

所述通讯模块，用于通过光纤为所述待测功率模块提供通讯服务。

6.根据权利要求1所述的基于换流器的功率检测系统，其特征在于，所述待测功率模块包括半桥拓扑结构和全桥拓扑结构。

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