[發(fā)明專利]一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器及其調(diào)制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710093829.4
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106602908B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高峰;王偉琦;王瑞琪
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02M7/48
• 分類號: H02M7/48
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，采用模塊化結(jié)構(gòu)，包含若干變流器子模塊作為被控基本單元，每個變流器子模塊均可進行獨立的控制；

子模塊之間采用直流側(cè)串聯(lián)接入直流電網(wǎng)，交流側(cè)通過多繞組變壓器分組并聯(lián)接入交流電網(wǎng)，每個子模塊內(nèi)部均包含有直流電感、三相變流橋，以及并聯(lián)功率開關(guān)S₇和二極管；

功率開關(guān)S₇和二極管相串聯(lián)后并聯(lián)連接于三相變流橋的直流兩端，連接點外側(cè)為直流電感；

在每個變流器子模塊的調(diào)制中，遵循零狀態(tài)替換規(guī)則：使用并聯(lián)功率開關(guān)S₇閉合操作替代傳統(tǒng)CSC調(diào)制序列中的所有零狀態(tài)（｛S₁,S₄｝，｛S₃,S₆｝，｛S₅,S₂｝），同時保持非零狀態(tài)的實現(xiàn)方法保持不變，由變流橋中的功率開關(guān)S₁-S₆實現(xiàn)，非零狀態(tài)包括：狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3、狀態(tài)4、狀態(tài)5和狀態(tài)6，分別對應(yīng)開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)｛S₁,S₂｝，｛S₂,S₃｝，｛S₃,S₄｝，｛S₄,S₅｝，｛S₅,S₆｝，｛S₆,S₁｝；零狀態(tài)為狀態(tài)7｛S₇｝，通過功率開關(guān)S₇閉合導(dǎo)通實現(xiàn)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，每個子模塊中，三相變流橋中及并聯(lián)功率開關(guān)S₁-S₇均采用全控型半導(dǎo)體功率器件，由功率開關(guān)S₁-S₆和二極管D₁-D₆構(gòu)成傳統(tǒng)三相變流橋結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，在每個變流器子模塊進行調(diào)制時，將所有零狀態(tài)即功率開關(guān)S₇閉合導(dǎo)通配置于不同非零狀態(tài)的切換之間，使變流橋中功率開關(guān)S₁-S₆的所有開通與關(guān)斷動作，均在零電流操作下完成。

4.如權(quán)利要求3所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，不同非零狀態(tài)的切換時間計算為：

其中，T₁和T₂分別為載波周期內(nèi)，2個非零狀態(tài)的時間長度，T_s為載波周期時間長度，不同非零狀態(tài)的切換時間設(shè)為T_act時刻；T_n1為零狀態(tài)｛S₇｝開始時刻，T_n2為零狀態(tài)｛S₇｝結(jié)束時刻。

5.如權(quán)利要求1所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，子模塊之間的聯(lián)合操作，應(yīng)遵循分散零狀態(tài)原則，通過對調(diào)制過程中的三角載波的相角進行時間配置，使不同子模塊的調(diào)制載波之間存在相位差別，進而令不同子模塊的零狀態(tài)出現(xiàn)在不同時刻，且在每個開關(guān)周期內(nèi)分散交錯開。

6.如權(quán)利要求5所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，載波配置采用交錯PWM 技術(shù)，令每個子模塊的載波相角做時間偏移，偏移的時間長度可計算為:

其中，T_s為載波周期時間長度，N為應(yīng)用的變流器子模塊數(shù)量。

7.如權(quán)利要求1所述的一種級聯(lián)式模塊化電流源型變流器，其特征是，當(dāng)某一變流器子模塊由于功率器件失效、濾波電容損壞或者電路遭到破壞原因，探知發(fā)生交流側(cè)故障時，立即采取閉合功率開關(guān)S₇的操作，通過功率開關(guān)S₇將此子模塊的后級電路短路切除，使其退出工作，同時維持直流鏈路完好導(dǎo)通。