[發明專利]用于背靠背功率閥組對沖測試的控制方法

有效

• 申請號: 201910735062.X
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110707718B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 孫銳;李雅;牟曉春;高昱峰;孫孝敬;張峰;劉玉良;孫守鑫;張超;廖志民;白波;劉玉;王畢元;勾建軍
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司杭州供電公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

本發明公開了用于背靠背功率閥組對沖測試的控制方法。所用的功率閥組采用背靠背“back?to?back”的拓撲結構，由H橋鏈節1、H橋鏈節2和共直流電容構成。對沖測試時，共直流電容接于直流穩壓源上，開關K1斷開，鏈節1的左橋通過試驗電抗器L1與鏈節2的左橋相連，鏈節1的右橋通過試驗電抗器L2與鏈節2的右橋相連；對沖測試結束后，合上開關K1將直流電容儲能的能量快速釋放掉。通過控制兩鏈節輸出電壓的幅值和相位實現無功功率交換。鏈節1采用給定的參考正弦波作為IGBT的調制信號，鏈節2采用給定無功電流控制，生成參考信號作為其IGBT的調制信號。

技術領域

本申請屬于電力電子技術領域，具體提出了用于背靠背功率閥組對沖測試的控制方法，

背景技術

隨著半導體器件的更新、計算機控制和通信技術的高度發展，為靈活交流技術的發展提供了必要的技術基礎。FACTS的概念提出以后，各種工業樣機及產品相繼投運，如晶閘管控制串聯補償器、靜止同步補償器STATCOM、統一潮流控制器(UPFC)、高壓岸電變頻電源、鐵路同相供電、柔性交直流配電網等，它們在解決日益突出的供電可靠性和電能質量問題方面，發揮了巨大的作用。

級聯背靠背閥組鏈節作為高壓大功率變流器中的一種重要的拓撲結構，在目前的產品中應用最為廣泛。對沖試驗的目的是：組裝的單個功率單元，在總體上柜前，保證其功率控制板驅動、控制裝置通信、各部件接線，以及功率單元在額定電壓、額定電流下的散熱性、穩定性等都能正常工作，保證變流器整體性能測試前，各功率單元都能正常工作。目前的背靠背試驗方法，主要是通過給定電壓幅值和相位差、通過功率閥組間的自平衡進行對沖，因此輸出的無功是在某一個范圍內達到的一種自平衡，不能定性的表達出閥組吸收和發出的無功量，不能對級聯閥組輸出的交流測電壓、交流電流以及被充模塊的直流電壓進行精準的控制，且由于功率單元內部模塊的參數存在差異化，每一組功率單元達到額定電流對沖時對應的幅值和相位差很大可能不一樣，在運行過程中需要不斷調整這幾個量，造成控制繁瑣，不夠智能。

對級聯背靠背閥組鏈節的系統建模、整體拓撲結構等研究的較多，但對單鏈節的運行設計控制策略的研究較少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提出一種用于背靠背功率閥組對沖測試的控制方法，使鏈節能夠按照指令要求實現鏈節間的無功功率交換。

為解決上述技術問題，本申請提出了用于背靠背功率閥組對沖測試的控制方法，所述控制方法適用的背靠背功率閥組為兩個共直流的H橋功率閥組鏈節，通過兩個連接電抗器相連；

所述背靠背功率閥組包括四個橋臂和共直流電容器，基于級聯多電平原理組成一個鏈節，第1橋臂和第2橋臂的輸入端并聯，第1換橋臂的輸出端與第2橋臂的輸出端并聯，構成H橋鏈節1；第3橋臂和第4橋臂的輸入端并聯，第3換橋臂的輸出端與第4橋臂的輸出端并聯，構成H橋鏈節2；鏈節1和鏈節2的輸入端接電容正極、鏈節1和鏈節2的輸出端接電容負極；

所述橋臂包括兩個IGBT串聯和二極管反并聯組成；

所述直流電容旁并聯有起到能量快速釋放的作用的開關K1和電阻R；

所述功率閥組鏈節1的左橋通過試驗電抗器L1與鏈節2的左橋相連，鏈節1的右橋通過試驗電抗器L2與鏈節2的右橋相連；

所述背靠背拓撲共直流電容器由外接直流穩壓電源供電，所述背靠背功率閥組通過控制兩鏈節輸出電壓的幅值和相位實現無功功率交換。

優選的，控制方法包括如下步驟：

步驟一、采用給定的參考正弦波作為鏈節1的調制信號；

步驟二、采用給定無功電流控制，生成鏈節2的參考信號。

優選的，所述步驟一包括如下步驟：

給定一個頻率為50Hz，幅值為0.8，初相角為0°的正弦電壓調制波，作為整個系統的電壓和頻率支撐；