[發明專利]一種電力電子變壓器模組的運行試驗電路及其啟動方法

在審

• 申請號: 202010331368.1
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN113552509A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 楊晨;魏星;張中鋒;謝曄源;葛健;周啟文;祁琦;吳小丹
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;H02M3/335;H02M1/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開一種電力電子變壓器模組的運行試驗電路及其啟動方法，所述電力電子變壓器模組為兩端口變換器，且每個模組至少包含兩個級聯連接的變換模塊，記為第一變換模塊和第二變換模塊；兩個變換模塊級聯連接的端口為直流端口；所述運行試驗電路，包含至少兩個上述結構的電力電子變壓器模組，將兩個模組中級聯連接的直流端口引出，并聯連接外部直流供電電源；將兩個模組的第一變換模塊非級聯連接端口引出并聯，將兩個模組的第二變換模塊非級聯連接端口引出并聯，分別構成兩個功率對推環路，完成功率運行試驗。相比現有技術，本發明的方案可以對電力電子變壓器模組，特別是有多級連接的模組，進行解耦運行，同時提高系統運行效率。

技術領域

本發明屬于電力電子應用領域，尤其涉及一種電力電子變壓器模組的運行試驗電路及其啟動方法。

背景技術

電力電子變壓器已應用于交直流混合配電網、新能源發電、機車牽引等領域，相對于傳統的工頻變壓器而言，由于采用了高頻電力電子技術，變壓器的重量和體積都大大減小，同時可以實現更靈活的電壓變換和能量傳輸功能。受開關管器件應力和成本的影響，電力電子變壓器在應用于高壓場合時，往往采用多個電力電子變壓器模組且輸入串聯的結構(如ISOP或ISOS)，因此，實際生產時，需進行電力電子變壓器模組的大量測試實驗。

對電力電子變壓器模組進行全功率測試時，傳統測試系統和方法不僅需要大容量的供電電源提供功率，還需要配置大容量的直流負載，導致試驗系統成本較高且電能嚴重浪費。為此有專利文獻CN107966626A，提出了一種通過兩個模組對推方式進行功率測試的系統，不僅可以測試模組的正反向功率運行情況，還能能夠減少電能浪費。然而進一步研究發現，該方法的功率環中，從功率輸入至功率輸出，能量路徑連續經過了四個能量變換模塊，前后級聯系統存在一定的閉環穩定性問題，也在系統運行效率方面有待提高。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術存在穩定性低、運行效率低等問題，本發明提供了一種電力電子變壓器模組的運行試驗電路及其啟動方法。

技術方案：本發明提供了一種電力電子變壓器模組的運行試驗電路，該電路包括級聯的第一變換模塊和第二變換模塊、級聯的第三、四變換模塊、第一、二適配電路；所述第一、三變換模塊的輸出端分別與第二、四變換模塊的輸入端連接；所述第二、四變換模塊的輸入端與直流電源連接；所述第一變換模塊的輸入端與第三變換模塊的輸入端通過第一適配電路相互連接；所述第二變換模塊的輸出端與第四變換模塊的輸出端通過第二適配電路相互連接。

進一步的，所述第一適配電路為直-直變換電路或交-直變換電路；所述第二適配電路為直-直變換電路；所述第一變換模塊和第三變換模塊結構相同，為全橋電路或半橋電路；所述第二變換模塊和第四變換模塊為隔離型雙H橋電路，所述隔離型雙H橋電路包括雙有源橋電路，還包括隔離型LC諧振電路或隔離型CLLC諧振電路；當第一變換模塊和第三變換模塊為半橋電路時，第一適配電路為直-直變換電路。

進一步的，第一適配電路為直-直變換電路時，第一、三變換模塊的輸入端口為直流輸入端；所述第一適配電路為直-直變換電路時包括：第一、二端口；所述第一端口包括：相對應的第一、二端子，所述第二端口包括：相對應的第三、四端子；所述第一、三端子處于；所述第一端口的兩個對應端子之間通過隔離開關支路連接，第二端口的兩個對應端子也通過隔離開關支路連接；或者至少有一個端口，該端口的兩個對應端子之間通過電阻或電阻與隔離開關支路串聯的電路連接；所述第一端子與第三端子連接第一變換模塊的輸入端；所述第二端子與第四端子連接第三變換模塊的輸入端；所述隔離開關支路包括隔離開關或直流導線。

進一步的，第一適配電路為直-直變換電路時，還包括與直流電源連接的兩個輸入端口；在第一、二端口中，若某一個端口的兩個對應端子之間通過隔離開關支路連接，則將隔離開關支路的任意一端作為該第一適配電路的一個輸入端口；若某一個端口的兩個對應端子之間通過兩個串聯電阻組成的電路或兩個電阻串聯后再與隔離開關支路串聯組成的電路連接；則將兩個電阻相互連接處作為該第一適配電路的一個輸入端口。