[發明專利]模塊化多電平變流器子模塊測試裝置和測試方法

有效

• 申請號: 201210472781.5
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103018586A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王平;楚遵方
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種電力系統領域的模塊化多電平變流器（MMC）子模塊的測試裝置和測試方法。

技術背景

隨著模塊化多電平變流器（MMC）技術在電力系統領域中的開始應用，其核心部件鏈節子模塊的可靠性成為系統安全運行的關鍵。由于MMC技術普遍應用在高壓大功率的情況下，很難在實驗環境下構建同實際運行工況相同的測試條件。所以對MMC子模塊在實驗條件下構建等效的實驗電路，進行與實際工況相當的測試成為解決問題的關鍵。

專利CN201993425U提出了一種MMC子模塊的測試電路，如圖1所示。包括一個被測子模塊、一個輔助子模塊兩個子模塊、一個電感、放電電阻、充電電阻、直流電壓源等；兩個子模塊高壓輸出端通過一個電感連接，直流電壓源提供測試電路工作的能量；電路結構較為復雜。

專利CN102175942A提出的MMC子模塊的測試方法是基于兩個子模塊對接的電路拓撲來實施的；該方法需要控制四個開關管來得到測試電流，控制較復雜；由于MMC子模塊工作在高壓大功率場合，所以實驗所需的直流電壓源輸出電壓等級較高，不容易實現。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的控制電路較為復雜，控制算法難以實現，直流電壓源輸出電壓等級較高等缺點，提出一種MMC子模塊測試裝置和方法。

本發明采用下述方案實現本發明的目的：

本發明MMC子模塊測試裝置包括控制電路，一個直流電壓源，一個電感，兩個開關，以及一個放電電阻。被測子模塊的高壓輸出端與電感連接，被測子模塊的低壓輸出端與直流電壓源負端直接相連；直流電壓源正端與第一開關相連，負端與被測子模塊低壓輸出端相連；第一開關的一端與直流電壓源的正端相連，第一開關的另一端與電感相連；第二開關的一端與放電電阻相連，第二開關的另一端連接在電感和第一開關的連接點上；放電電阻一端與第二開關相連，放電電阻另一端與直流電壓源的負端相連?？刂齐娐钒ň幊唐骷?，開關及被測子模塊開關管的驅動電路?？刂齐娐份敵鏊穆房刂菩盘柗謩e連接兩個開關，被測子模塊的兩個開關管?？刂齐娐方邮毡粶y子模塊測量到的電容電壓值，用來控制電容電壓在設定范圍工作，同時控制電路還要接受電感電流，用來控制測試電流達到要求值。

被測子模塊包括兩個開關管及電容，第一開關管的集電極接到電容的正極，第一開關管的發射極接到第二開關管的集電極，第二開關管的發射極接到電容的負極。第一開關管的發射極和第二開關管的集電極連接點引出母排作為被測子模塊的高壓輸出端，第二開關管的發射極和電容的負極連接點引出母排作為被測子模塊的低壓輸出端。

應用本發明所述測試裝置的MMC子模塊測試方法，包括如下步驟：

1、控制電路發出控制命令，斷開第二開關，閉合第一開關，對被測子模塊的電容充電；

2、所述控制電路對被測子模塊的兩個開關管進行控制，通過控制被測子模塊的兩個開關管的開關來調整被測子模塊輸出電壓的相位和幅值，得到滿足要求的測試電流；

3、閉合第二開關、斷開第一開關，閉鎖被測子模塊的第二開關管，導通第一開關管，將被測子模塊的電容與電感中存儲的能量釋放完畢。

本發明測試方法的一個優選方案是：所述步驟1中通過控制電路發出控制信號，斷開第二開關、閉合第一開關，同時發出被測子模塊的兩個開關管的驅動信號，使直流電壓源、電感、被測子模塊的第一開關管和第二開關管組成充電電路，對被測子模塊的電容充電。

本發明測試方法的另一個優選方案是：所述步驟2中，電容的電壓達到測試要求值后控制電路啟動測試控制程序。控制電路根據采集到的電容電壓和電感電流實現閉合控制，控制被測子模塊的第一開關管和第二開關管的開關，達到調整被測子模塊輸出電壓的相位和幅值的目的，從而得到滿足測試要求的電流。

本發明測試方法的又一個優選方案是：所述步驟3中，控制電路發出控制信號閉合第二開關，斷開第一開關，閉鎖被測子模塊的第二開關管的開關，導通被測子模塊的第一開管，通過放電電阻將被測子模塊的電容與電感存儲的能量釋放完畢。

本發明的優點在于，與目前的測試電路相比較，節省了一個子模塊、一個放電電阻、一個充電電阻；且直流電壓源需要提供的電壓等級是目前測試電路直流電壓源輸出電壓等級的一半，直流電壓源更易于實現。本發明提供的MMC子模塊測試方法，只需要控制被測子模塊的兩個開關管的開關即可得到滿足測試要求電流，控制算法簡便，參數容易調節。

附圖說明

圖1為現有技術的MMC子模塊的測試電路原理圖；

圖2是MMC子模塊測試裝置原理圖；