[發(fā)明專利]一種級聯(lián)型變流器子模塊的工況模擬測試電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910976491.6
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110850194B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬柯;楊云霄
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R1/30
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發(fā)明公開了一種級聯(lián)型變流器子模塊的工況模擬測試電路及方法，該電路包括：電流發(fā)生器，用于產(chǎn)生待測子模塊所需電流；待測子模塊，用于接收電流信號，并輸出電容電壓信號；電壓控制器，用于接收電容電壓信號，并產(chǎn)生電壓調(diào)節(jié)信號，使得待測子模塊的電容電壓與參考電壓一致；電流控制器，用于接收電流信號及電壓調(diào)節(jié)信號，生成電流發(fā)生器的控制信號以控制其運行狀態(tài)；輔助橋臂，用于在待測子模塊運行在切除狀態(tài)時投入，并與電流發(fā)生器配合對電流發(fā)生器的輸出電流進行輔助調(diào)節(jié)；輔助橋臂控制器，用于對輔助橋臂進行控制；變流器系統(tǒng)模型，用于對待測子模塊、電流控制器及電壓控制器進行控制。通過本發(fā)明，節(jié)省了測試成本，提高了安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種級聯(lián)型變流器子模塊的工況模擬測試電路及方法。

背景技術(shù)

近年來，級聯(lián)型變流器由于其可擴展性，在中高壓大功率場受到了廣泛應(yīng)用及關(guān)注。然而，隨著級聯(lián)型變流器電壓等級與容量的不斷提升，級聯(lián)型變流器的子模塊數(shù)量也將變得十分龐大，而級聯(lián)型變流器的可靠性也主要取決于子模塊的可靠性。為保證級聯(lián)變流器系統(tǒng)的可靠運行，其子模塊的驗證和測試變得非常重要。

目前，級聯(lián)型變流器主要調(diào)制方法是最近電平逼近調(diào)制，處于最近電平逼近調(diào)制方法下的級聯(lián)型變流器運行工況較為復(fù)雜，傳統(tǒng)的針對級聯(lián)型變流器子模塊的驗證和測試難以復(fù)現(xiàn)出實際級聯(lián)型變流器子模塊的實際工況，只有搭建完整的級聯(lián)型變流器系統(tǒng)，才可以對子模塊施加正確的電熱應(yīng)力。

傳統(tǒng)方法中針對變流器子模塊的驗證和測試將具有較大的局限性：

1)系統(tǒng)電壓和功率等級高，所需子模塊數(shù)量多，搭建完整變流器系統(tǒng)成本極高；

2)完整變流器系統(tǒng)運行時能量消耗較大；

3)處于最近電平逼近調(diào)制下的變流器運行工況條件下較復(fù)雜，難以準確復(fù)現(xiàn)出實際的電壓電流應(yīng)力；

4)測試系統(tǒng)安全性要求較高，測量不便。

因此，針對采用最近電平逼近調(diào)制的變流器，如何用較少的成本對變流器子模塊施加貼近實際的動、靜態(tài)應(yīng)力以模擬運行工況，已經(jīng)成為亟待解決的技術(shù)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種級聯(lián)型變流器子模塊的工況模擬測試電路及方法，使用輔助橋臂及其相應(yīng)控制方法，在待測子模塊切除時將輔助橋臂投入使用，補償待測子模塊切除時產(chǎn)生的電壓差，在待測子模塊投入使用時將輔助橋臂切除，解決了傳統(tǒng)方法中難以對子模塊施加正確的電壓電流應(yīng)力，同時測試系統(tǒng)的系統(tǒng)容量大，所含子模塊數(shù)量龐大、配置不靈活且測試時安全性要求較高等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種級聯(lián)型變流器子模塊的工況模擬測試電路，其包括：

電流發(fā)生器，用于產(chǎn)生待測子模塊所需的電流；

待測子模塊，運行在投入或切除狀態(tài)，用于接收所述電流發(fā)生器的輸出電流信號，并輸出所述待測子模塊中的電容電壓信號；

電壓控制器，用于接收所述待測子模塊中的電容電壓信號，產(chǎn)生相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)信號，并將電壓調(diào)節(jié)信號輸出至電流控制器中,使得所述待測子模塊的電容電壓與工作在級聯(lián)型變流器中的子模塊的電容電壓相同；

電流控制器，用于接收所述電流發(fā)生器的輸出電流信號以及所述電壓控制器產(chǎn)生的電壓調(diào)節(jié)信號，生成所述電流發(fā)生器的控制信號以控制所述電流發(fā)生器的運行狀態(tài)，調(diào)節(jié)所述電流發(fā)生器的輸出電流，使得所述電流發(fā)生器的輸出電流與所述待測子模塊的輸入電流相同；

輔助橋臂，用于在所述待測子模塊運行在切除狀態(tài)時投入測試電路，并與所述電流發(fā)生器配合對所述電流發(fā)生器的輸出電流進行輔助調(diào)節(jié)；