专利名称：�？榛嗟缙奖淞髌髯幽？椴馐宰爸煤筒馐苑椒�
技术领域：
本发明涉及一种电力系统领域的�？榛嗟缙奖淞髌�(MMC)子�？榈牟馐宰爸煤筒馐苑椒ā�
背景技术：
随着�？榛嗟缙奖淞髌�(MMC)技术在电力系统领域中的开始应用，其核心部件链节子�？榈目煽啃猿晌低嘲踩诵械墓丶�。由于MMC技术普遍应用在高压大功率的情况下，很难在实验环境下构建同实际运行工况相同的测试条件。所以对MMC子�？樵谑笛樘跫鹿菇ǖ刃У氖笛榈缏罚杏胧导使た鱿嗟钡牟馐猿晌饩鑫侍獾墓丶�。专利CN201993425U提出了一种MMC子�？榈牟馐缘缏罚缤�1所示。包括一个被测子�？�、一个辅助子�？榱礁鲎幽？�、一个电感、放电电阻、充电电阻、直流电压源等；两个子�？楦哐故涑龆送ü桓龅绺辛樱绷鞯缪乖刺峁┎馐缘缏饭ぷ鞯哪芰浚坏缏方峁菇衔丛�。专利CN102175942A提出的MMC子模块的测试方法是基于两个子�？槎越拥牡缏吠仄死词凳┑模桓梅椒ㄐ枰刂扑母隹毓芾吹玫讲馐缘缌鳎刂平细丛樱挥捎贛MC子�？楣ぷ髟诟哐勾蠊β食『希允笛樗璧闹绷鞯缪乖词涑龅缪沟燃督细撸蝗菀资迪帧�
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的控制电路较为复杂，控制算法难以实现，直流电压源输出电压等级较高等缺点，提出一种MMC子�？椴馐宰爸煤头椒�。本发明采用下述方案实现本发明的目的本发明MMC子�？椴馐宰爸冒ǹ刂频缏罚桓鲋绷鞯缪乖矗桓龅绺校礁隹兀约耙桓龇诺绲缱琛１徊庾幽？榈母哐故涑龆擞氲绺辛樱徊庾幽？榈牡脱故涑龆擞胫绷鞯缪乖锤憾酥苯酉嗔恢绷鞯缪乖凑擞氲谝豢叵嗔憾擞氡徊庾幽？榈脱故涑龆讼嗔坏谝豢氐囊欢擞胫绷鞯缪乖吹恼讼嗔谝豢氐牧硪欢擞氲绺邢嗔坏诙氐囊欢擞敕诺绲缱柘嗔诙氐牧硪欢肆釉诘绺泻偷谝豢氐牧拥闵希环诺绲缱枰欢擞氲诙叵嗔诺绲缱枇硪欢擞胫绷鞯缪乖吹母憾讼嗔�。控制电路包括编程器件，开关及被测子�？榭毓艿那缏�。控制电路输出四路控制信号分别连接两个开关，被测子�？榈牧礁隹毓�。控制电路接收被测子�？椴饬康降牡缛莸缪怪担美纯刂频缛莸缪乖谏瓒ǚ段Чぷ鳎笨刂频缏坊挂邮艿绺械缌鳎美纯刂撇馐缘缌鞔锏揭笾�。被测子�？榘礁隹毓芗暗缛荩谝豢毓艿募缂拥降缛莸恼谝豢毓艿姆⑸浼拥降诙毓艿募缂诙毓艿姆⑸浼拥降缛莸母杭５谝豢毓艿姆⑸浼偷诙毓艿募缂拥阋瞿概抛魑徊庾幽？榈母哐故涑龆耍诙毓艿姆⑸浼偷缛莸母杭拥阋瞿概抛魑徊庾幽？榈牡脱故涑龆�。应用本发明所述测试装置的MMC子�？椴馐苑椒ǎㄈ缦虏街�1、控制电路发出控制命令，断开第二开关，闭合第一开关，对被测子�？榈牡缛莩涞纾�2、所述控制电路对被测子模块的两个开关管进行控制，通过控制被测子模块的两个开关管的开关来调整被测子�？槭涑龅缪沟南辔缓头担玫铰阋蟮牟馐缘缌鳎�3、闭合第二开关、断开第一开关，闭锁被测子�？榈牡诙毓埽纪ǖ谝豢毓埽徊庾幽？榈牡缛萦氲绺兄写娲⒌哪芰渴头磐瓯�。本发明测试方法的一个优选方案是所述步骤I中通过控制电路发出控制信号，断开第二开关、闭合第一开关，同时发出被测子�？榈牧礁隹毓艿那藕牛怪绷鞯缪乖�、电感、被测子模块的第一开关管和第二开关管组成充电电路，对被测子�？榈牡缛莩涞纭１痉⒚鞑馐苑椒ǖ牧硪桓鲇叛》桨甘撬霾街�2中，电容的电压达到测试要求值后控制电路启动测试控制程序。控制电路根据采集到的电容电压和电感电流实现闭合控制，控制被测子�？榈牡谝豢毓芎偷诙毓艿目兀锏降髡徊庾幽？槭涑龅缪沟南辔缓头档哪康模佣玫铰悴馐砸蟮牡缌�。本发明测试方法的又一个优选方案是所述步骤3中，控制电路发出控制信号闭合第二开关，断开第一开关，闭锁被测子�？榈牡诙毓艿目兀纪ū徊庾幽？榈牡谝豢埽ü诺绲缱杞徊庾幽？榈牡缛萦氲绺写娲⒌哪芰渴头磐瓯�。本发明的优点在于，与目前的测试电路相比较，节省了 一个子�？�、一个放电电阻、一个充电电阻；且直流电压源需要提供的电压等级是目前测试电路直流电压源输出电压等级的一半，直流电压源更易于实现。本发明提供的MMC子�？椴馐苑椒ǎ恍枰刂票徊庾幽？榈牧礁隹毓艿目丶纯傻玫铰悴馐砸蟮缌鳎刂扑惴虮悖问菀椎鹘�。
图1为现有技术的MMC子模块的测试电路原理图；图2是MMC子�？椴馐宰爸迷硗迹煌�3是MMC子�？椴馐允匝樵诵械缪共ㄐ危煌�4是MMC子模块测试试验运行电流波形； 图5是MMC子�？椴馐允匝樵诵兄绷鞯缪乖吹缪共ㄐ危煌�2中，U d。直流电压源，L电感，Kl第一开关，K2第二开关，R放电电阻，U。电容电压，Uan被测子�？槭涑龅缪�。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本发明。图2是MMC子�？椴馐宰爸迷硗�。如图2所示，本发明测试装置包括控制电路、直流电压源U d。、电感L、第一开关K1、第二开关K2，以及放电电阻R。被测子�？榈母哐故涑龆薃与电感L连接，被测子�？榈牡脱故涑龆薔与直流电压源Udc的负端直接相连；直流电压源Ud。的正端与第一开关Kl相连，直流电压源Ud。的负端与被测子�？榈牡脱故涑龆讼嗔坏谝豢豄l的一端与直流电压源Udc正端相连,第一开关Kl的另一端与电感L相连；第二开关K2的一端与放电电阻R相连,第二开关K2的另一端连接在电感L和第一开关Kl的连接点上；放电电阻R的一端与第二开关K2相连，放电电阻R的另一端与直流电压源Ud。负端相连。直流电压源ud。的功能是建立被测MMC子模块中电容C的电压，同时提供试验所需的能量；控制电路包括编程器件，以及对开关K1、K2及开关管S1、S2的驱动电路，控制电路输出四路控制信号分别连接控制两个开关K1、K2和被测子�？榈牧礁隹毓躍1、S2，用来控制开关K1、K2和被测子�？榈牧礁隹毓躍1、S2。被测子�？榘ǖ谝豢毓躍1、第二开关管S2及电容C。第一开关管SI的集电极接到电容C的正极，第一开关管SI的发射极接到第二开关管S2的集电极，第二开关管S2的发射极接到电容C的负极。第一开关管SI的发射极和第二开关管S2的集电极连接点引出母排作为被测子�？榈母哐故涑龆耍诙毓躍2的发射极和电容C的负极连接点引出母排作为被测子�？榈牡脱故涑龆�。开始测试时，控制电路发出控制信号，断开第二开关K2，闭合第一开关K1，控制被测子�？榈牧礁隹毓躍1、S2的开关，令直流电压源Udc通过电感L对被测子�？榈牡缛軨充电；当所述的电容C的电压达到测试要求值后，控制电路启动测试控制程序，控制第一开关管SI和第二开关管S2的开关，使得被测子�？榈氖涑龅缪筓an为一个直流电压叠加一个交流电压，输出的直流电压大小等于直流电压源Ud。的电压值，从而使得输出的交流电压加在了电感L上，控制输出的交流电压的幅值及相位就可以得到满足测试要求的电流。测试结束后，闭合第二开关K2、断开第一开关K1，闭锁第二开关管S2、导通第一开关管SI，将被测子模块的电容C与电感L存储的能量释放完毕。由于采用boost电路对被测子�？榈牡缛軨进行充电，所以直流电压源U d。输出的电压允许比MMC子�？椴馐允匝楣ぷ魇钡牡缛莸缪沟停煌庇捎诒徊庾幽？槭涑龅缪筓an为一个直流电压叠加一个交流电压，只要输出的直流电压大小等于直流电压源Ud。的电压值，就使得输出的交流电压加在了电感L上，控制输出的交流电压的幅值及相位就可以得到满足测试要求的试验电流；所以直流电压源Ud。输出的电压等级不需要等于MMC子模块电容电压，在满足测试条件的前提下只需要是电容电压的一半即可。被测子模块中的开关管S1、S2工作在正弦脉宽调制(SPWM)方式下，采用电流闭环控制方式，实现电流可控，得到满足测试要求的电流；同时加入电容C的电压波动范围控制，控制电容C的电压在设定电压范围内波动，实现电容C的电压达到实际工况的电压值。被测子�？椴馐允匝樵诵械缪�、电流波形如图2和图3所述；被测子�？椴馐允匝樵诵械缪共ㄐ问侵芷诓ǘ模骄当３衷谏瓒ǖ缪怪�1600V，电压波动范围设为1400V到1800V ；电流波形是正弦波形，峰值为设定幅值1000A，频率为50Hz ；图4是直流电压源Udc的电压波形，直流电压源的电压为700V，比电容电压设定值的1/2还小。
权利要求
1.一种�？榛嗟缙奖淞髌髯幽？椴馐宰爸茫涮卣髟谟冢龅淖爸冒ǹ刂频缏�、 直流电压源(ud。)、一个电感(L)、两个开关(Kl、K2)，以及放电电阻(R);被测子模块的高压输出端(A)与电感(L)连接，被测子�？榈牡脱故涑龆�(N)与直流电压源(Ud。)负端相连；所述直流电压源(Ud。)的正端与第一开关(Kl)相连，所述第一开关(Kl)的另一端与电感(L) 相连；所述第二开关(K2)的一端与放电电阻(R)相连，第二开关(K2)的另一端连接在电感 (L)和第一开关(Kl)的连接点上；所述放电电阻(R)的一端与第二开关(K2)相连，放电电阻(R)的另一端与直流电压源(Ud。)的负端相连；控制电路输出四路控制信号，分别连接到两个开关(Kl、K2)、两个开关管(S1、S2)。
2.应用权利要求1所述的测试装置的测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)控制电路发出控制信号，断开第二开关(K2)，闭合第一开关(K1)，控制电路同时发出被测子模块的两个开关管的驱动信号，控制被测子�？榈目毓�(S1、S2)对被测子�？榈牡缛�(C)充电；(2)控制电路控制第一开关管(SI)和第二开关管(S2)的开关来调整被测子�？槭涑龅缪�(Uan)的相位和幅值；(3)通过控制电路闭合第二开关(K2)、断开第一开关(K1)，闭锁被测子�？榈牡谝豢毓�(S2)、导通第一开关管(SI)，将被测子�？榈牡缛�(C)，以及电感(L)存储的能量释放完毕。
3.如权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述的控制电路发出控制信号，断开第二开关(K2)、闭合第一开关(K1)，同时发出被测子模块的两个开关管 (S1、S2)的驱动信号，使直流电压源(Ud。)、电感(L)、被测子�？榈牡谝豢毓�(SI)和第二开关管(S2)组成充电电路，对被测子�？榈牡缛�(C)充电。
4.如权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述步骤(2)中，调整被测子�？槭涑龅缪�(Uan)的相位和幅值是当被测子�？榈牡缛�(C)的电压达到测试要求值后，启动测试控制程序，通过控制电路发出被测子�？榈牡谝豢毓�(SI)和第二开关管(S2)的控制信号控制两个开关管(S1、S2)的开关，从而调整被测子�？槭涑龅缪沟南辔缓头担玫铰悴馐砸蟮牡缌�。
全文摘要
一种�？榛嗟缙奖淞髌髯幽？椴馐宰爸煤筒馐苑椒ǎ徊庾幽？榈母哐故涑龆�(A)通过电感(L)、开关(K1)连接直流电压源(Udc)的正端，低压输出端(N)连接直流电压源(Udc)的负端。放电电阻(R)与第二开关(K2)串联后接入直流电压源(Udc)的负端与电感(L)和第一开关(K1)的连接点之间。控制电路断开第二开关(K2)，闭合第一开关(K1)，控制开关管(S1、S2)对电容(C)充电，达到所需的电压值后，控制电路启动测试程序，控制开关管(S1、S2)的开关改变被测子�？槭涑龅缪�(UAN)的相位和幅值，得到满足测试要求的电流；测试结束闭合第二开关(K2)，断开第一开关(K1)，控制开关管(S1、S2)的开关释放电容(C)、电感(L)存储的能量。
文档编号G01R31/00GK103018586SQ20121047278
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者王平, 楚遵方 申请人:中国科学院电工研究所
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