[發明專利]一種開關型電網換流整流回饋系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202011348019.7
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112532087B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 許海濤;姚福君;郭艷兵;呂少鵬;薛士凡
• 申請（專利權）人: 北京金自天正智能控制股份有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/092;H02J3/38
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 易卜

1.一種開關型電網換流整流回饋系統，包括功率模塊和控制模塊，其特征在于：所述的控制模塊包括：操作及面板顯示器，信號采集檢測模塊，核心處理模塊，上位機和I/O邏輯控制模塊；

核心處理模塊包括：電網同步鎖相環模型，以及與其相連的觸發邏輯扇區表、故障保護監視模塊和參數計算模塊；

信號采集檢測模塊采集的信號包括：交流進線的電壓和電流信號，直流母線的電壓信號以及開關器件的溫度信號；將采集的進線電壓Ua、Ub、Uc從三相坐標系轉換為兩相靜止坐標系，得到兩相電壓矢量Uα和Uβ輸送到電網同步鎖相環模型，電網同步鎖相環模型從靜止α、β坐標系轉換到同步旋轉的d、q坐標系下，并求出電網的同步鎖相角度θss，如果直流母線電壓U_DC激活控制有效，系統使能有效系統無故障，無急停操作，則綜合使能有效，此時，將電網同步鎖相角度輸送到觸發邏輯扇區表，根據鎖相角度，按照觸發邏輯開關扇區表，分配觸發脈沖并發送到功率模塊；電網同步鎖相環模型把相關參數輸送到參數計算模塊進行有功電流iq、無功電流id、有功功率，無功功率、總功率、功率因數、實際電流和直流母線電壓U_DC的計算，并將計算結果通過DP網在面板顯示器上進行顯示；

功率模塊包括：三相主斷路器QA，預充電回路，進線電抗器L1，電流互感器CT，電壓互感器PT，整流回饋子模塊AC/DC，直流母線和直流電壓互感器；

I/O邏輯控制模塊發出合閘/分閘指令控制三相主斷路器QA以及預充電回路，通過三相電抗器L1依次經三相電流互感器CT和三相電壓互感器PT連接整流回饋子模塊AC/DC；

整流回饋子模塊AC/DC的輸出連接直流母線，同時，直流母線并聯直流電壓互感器；直流電壓互感器形成直流電壓U_DC，輸送給信號采集檢測模塊；

整流回饋子模塊AC/DC包括：六個IGBT開關器件、三只熔斷器和一個驅動板；

每個IGBT開關器件都包括：一個IGBT及與其并聯的二極管，每兩只IGBT開關器件構成每一相的上下兩個橋臂，共形成六個IGBT開關器件T1～T6，完成三相全橋整流及回饋電路，其中的二極管完成三相交流電壓轉換成直流電壓，IGBT完成直流母線到電網的回饋功能；

經三相電壓互感器PT輸入整流回饋子模塊AC/DC的電壓，首先經過三相熔斷器FU與三相全橋整流及回饋電路進行連接，具體為：A相熔斷器FU1接開關器件T1陽極與開關器件T2陰極連接點，B相熔斷器FU2接開關器件T3陽極與開關器件T4陰極連接點，C相熔斷器FU3接開關器件T5陽極與開關器件T6陰極連接點，開關器件T1、T3和T5的陰極連接在一起輸出直流母線DC+，開關器件T2、T4和T6的陽極連接在一起輸出直流母線DC-，直流母線DC+和DC-之間是直流電壓互感器。

2.如權利要求1所述的一種開關型電網換流整流回饋系統，其特征在于：所述的核心處理模塊通過以太網連接上位機，通過DP網連接I/O邏輯控制模塊；信號采集檢測模塊與核心處理模塊相連，同時通過DP網連接操作及面板顯示器；核心處理模塊的故障輸出以及參數計算也經過操作及面板顯示器進行顯示。

3.如權利要求1所述的一種開關型電網換流整流回饋系統，其特征在于：所述的預充電回路由三相接觸器KZ串聯三相電阻R構成。

4.如權利要求1所述的一種開關型電網換流整流回饋系統，其特征在于：所述的三相主斷路器QA以及預充電回路構成并聯電路，一端通過控制三相開關的開或合將三相交流進線A、B、C進行接入；另一端連接三相電抗器L1。

5.如權利要求1所述的一種開關型電網換流整流回饋系統，其特征在于：所述的直流母線為電容C1以及兩個串聯的均壓電阻構成的并聯電路。

6.如權利要求1所述的一種開關型電網換流整流回饋系統，其特征在于：所述的驅動板接收觸發邏輯扇區表發送的六路觸發脈沖，并進行整形、放大和驅動后，分別輸出給6個開關器件T1～T6發出導通和關斷信號；同時6個開關器件的導通和關斷狀態通過光纖反饋給核心處理模塊。