[發明專利]級聯型變流器工況模擬的最近電平逼近控制信號生成方法

有效

• 申請號: 202011415472.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112636620B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 馬柯;姜山;賀斌;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明公開了一種級聯型變流器工況模擬的最近電平逼近控制信號生成方法，包括：采用電流采樣模塊測量電流發生器生成的測試電流信號，并發送至所述信號調制單元；采用電壓采樣模塊測量被測子模塊的電容電壓信號，并發送至所述信號調制單元；級聯型變流器系統參數模型模塊根據實際級聯型變流器系統參數及運行工況，向所述信號調制單元輸出參考電壓信號；所述信號調制單元根據上述的測試電流信號、電容電壓信號及參考電壓信號，自動生成被測子模塊在給定工況下的最近電平逼近控制信號，并同時實現被測子模塊的電容電壓的自平衡。通過本發明，可降低控制器的存儲容量要求，同時提高了測試結果精度。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及級聯型變流器工況模擬測試在采用最近電平逼近調制時的控制信號生成方法。

背景技術

近年來，級聯型變流器由于其模塊化、易拓展、低紋波等特性，在中高壓大功率場受到了廣泛應用及關注。然而，隨著級聯型變流器電壓等級與容量的不斷提升，級聯型變流器的子模塊數量也將變得十分龐大，而級聯型變流器的可靠性也主要取決于子模塊的可靠性。為保證級聯變流器系統的可靠運行，其子模塊的驗證和測試變得非常重要。

目前，級聯型變流器主要調制方法是最近電平逼近調制，但由于工況模擬測試電路中大多僅設置單個或少量的被測子模塊，因此難以直接采用最近電平逼近調制生成被測子模塊所需的控制信號。現有的工況模擬測試系統中被測子模塊的控制信號多直接設置為仿真系統提供的數據，但這種方法極大地增加了在長時間老化測試中對控制器存儲數據的要求。另一方面，直接給定的控制信號影響了被測子模塊控制的靈活性，使得子模塊電容電壓難以均衡，也難以反映出最近電平逼近調制中選擇、排序的基本特征。

經檢索，中國發明專利申請的申請號：201710367493.6，發明名稱：一種電平逼近方法、電平逼近裝置及控制裝置，其中，電平逼近方法應用于級聯H橋變流器。所述級聯H橋變流器包括多個串聯的子模塊，所述方法包括：獲取各所述子模塊中電容的第一電壓值以及各所述子模塊的最大功率點對應的第二電壓值；針對每一個所述子模塊，根據所述第一電壓值和第二電壓值按照預設規則生成控制信息；根據所述控制信息控制對應的子模塊的工作狀態。通過上述方法，可以對各子模塊單獨進行控制，解決現有技術中因對各子模塊進行統一的電壓調控而導致各子模塊之間存在難以適配的問題。

但是上述專利仍舊無法解決上述問題，因此，亟需提出一種有效的最近電平逼近控制信號生成方法，能夠準確反映設定工況運行特性的同時保證測試過程中被測子模塊電容的穩定。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的問題，提出一種級聯型變流器工況模擬的最近電平逼近控制信號生成方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過如下技術方案實現的：

本發明的第一方面，提供一種級聯型變流器工況模擬裝置的信號調制單元，包括：電容均壓模塊、選擇排序模塊以及若干虛擬子模塊；其中：

所述電容均壓模塊，生成級聯型變流器工況模擬的調節電壓信號，并輸出到所述選擇排序模塊；

所述選擇排序模塊，根據所述電容均壓模塊生成的調節電壓信號、級聯型變流器工況模擬裝置的級聯型變流器系統參數模型模塊輸出的橋臂參考電壓信號、采集得到的被測子模塊的電容電壓信號以及所述虛擬子模塊輸出的電容電壓信號，采用選擇排序算法，生成被測子模塊及所述虛擬子模塊中各開關器件的控制信號；

所述虛擬子模塊，輸入端接收級聯型變流器工況模擬的測試電流信號，并對其進行處理后，最終輸出各虛擬子模塊的電容電壓信號，該電容電壓信號傳給所述選擇排序模塊，用于幫助實現最近電平逼近調制特征，其中，

所述虛擬子模塊在控制周期內：將所述級聯型變流器工況模擬的測試電流信號乘以級聯型變流器中子模塊的等效電容倒數，然后對乘以等效電容倒數的測試電流信號進行積分運算，再將積分運算的測試電流信號乘以所述選擇排序模塊輸出的各虛擬子模塊中開關器件的控制信號，最終結果輸出作為各虛擬子模塊的電容電壓信號。