[發明專利]一種鏈式電壓源型換流器的移相觸發裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201410810349.1
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN104467382B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 郭浩;萬萌;白云飛;張杭
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及柔性交流輸電技術領域，具體涉及一種鏈式電壓源型換流器的移相觸發裝置及控制方法。

背景技術

隨著電力電子技術的發展，特別是具有可關斷電力電子器件的發展，如絕緣柵極晶體管(IGBT)，門極可關斷晶閘管(GTO)，促進了HVDC輸電技術的一次重大變革。由于采用全控型器件構成的電壓源換流器，以及脈寬調制控制技術為基礎，使得電壓源型換流器直流輸電技術(VSC-HVDC)有同時控制有功功率和無功功率,動態補償母線無功功率，穩定交流母線電壓等功能。本裝置研究主要用于基于模塊化多電平換流器的STATCOM,目前國內關于STATCOM模塊化多電平換流器主要是CPS-SPWM的調制原理即MMC逆變器采用CPS-SPWM(載波移相正選脈寬調制)技術，在較低的開關頻率下，選用相同的調制波，但每一個模塊對應的三角載波依次移相1/N的載波周期相位，通過比較得到N列PWM脈沖序列，每一時刻的運行電壓最終合成就可以得到該橋臂的輸出電壓。

STATCOM--靜止同步補償器(Static Synchronous Compensator),是當今無功補償領域最新技術的代表，屬于靈活柔性交流輸電系統(FACTS)的重要組成部分。STATCOM并聯于電網中，相當于一個可控的無功電流源，其無功電流可以快速地跟隨負荷無功電流的變化而變化，自動補償電網系統所需無功功率，對電網無功功率實現動態無功補償。STATCOM的基本原理是利用可關斷大功率電力電子器件(如IGBT，GTO等)組成自換相橋式電路，經過電抗器并聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。

但是目前電力系統主要用的無功補償設備還是SVC(Static Var Compensator),靜止無功補償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對于控制信號反應極為迅速，而且通斷次數也可以不受限制。當電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調節，以滿足動態無功補償的需要，同時還能做到分相補償；對于三相不平衡負荷及沖擊負荷有較強的適應性；而SVC本身要產生一定量的諧波，如TCR型的5、7次特征次諧波量比較大，占基波值的5％～8％；其他如SR，TCT等也產生3、5、7、11等次的高次諧波，這給SVC系統的濾波器設計帶來許多困難。SVC系統的快速響應方面，整個系統地快速性可靠性，控制的靈活性和諧波抑制方面都存在一定的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種鏈式電壓源型換流器的移相觸發裝置及控制方法，具有調節速度快，調節范圍廣，在感性和容性運行工況下均可連續快速調節，響應速度可達毫秒級等優點。

為了達到上述目的，一種鏈式電壓源型換流器的移相觸發裝置，包括與控制保護單元連接的CPU板，CPU板分別與若干PWM板和若干COM通信板相連，若干PWM板和若干COM通信板均連接若干鏈結控制器；

所述CPU板能夠接收控制保護單元的電壓指令信號，將其轉換為調制時鐘周期信號，還能夠接收COM通信板反饋的每一個鏈結控制器的電壓、溫度和鏈結故障狀態信息，通過計算后發送控制信息；

所述PWM板能夠接收CPU板的調制時鐘周期信號，輸出若干列PWM脈沖序列發送到相應的鏈結控制器中；

所述COM通信板能夠根據CPU板的控制信息控制每一個鏈結控制器的使能信號和旁路信號。

所述PWM板包括接收CPU板的調制時鐘周期信號的PWM板CPU，PWM板CPU還連接有電源模塊和光電轉換電路，光電轉換電路連接有光信號接口，還包括16對光纖輸出口。

所述PWM板CPU為Altera公司生產的FPGA，其型號為EP2C8Q208C8N，CPU連接有25mhz晶振，另外還包含有四路LED狀態指示燈。

所述COM通信板包括接收CPU板的控制信息的COM通信板CPU，COM通信板CPU還連接有電源模塊和光電轉換電路，光電轉換電路連接有光信號接口，還包括16個光纖輸出口。

所述COM通信板CPU為Altera公司生產的FPGA，其型號為EP2C8Q208C8N，CPU連接有25mhz晶振，另外還包含有四路LED狀態指示燈。

所述CPU板通過總線分別與若干PWM板和若干COM通信板相連，若干PWM板和若干COM通信板通過光纖與若干鏈結控制器相連，CPU板通過光纖與控制保護相連。