专利名称：基于h桥的单相低电压穿越试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及各类并网装置的低压穿越技术，特别是一种基于H桥的单相低电压穿越试验台。
背景技术：
现在各类发电装置和无功补偿装置已经非常多的并联在电网上了，如果电网出现瞬时接地等故障，将会导致很多设备会出现故障跳机。例如在风场，电网瞬时接地，风机直接跳机，大面积风机发电跳闸。将会导致电网更大的故障。因此直挂电网的设备为了避免大范围停机，避免对电网的冲击，必须要做低电压、高电压穿越试验，并在电网恢复后，正常运行。目前都采用基于单相自耦变压器和固态继电器(SSR)实现了一种低成本单相VSG，这电抗器缺点在于精度依靠手动调节线圈，精度无法保证，控制电压精度〈5%，无法控制谐波干扰设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台克服了现有技术的缺点，通过功率单元串联的方式，单相单独输出高压，再进行滤波，且配置单相变压器，可完全模拟电网电压故障状态，并可实现电网频率波动、电压偏移等试验功能。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，供用户做模拟单相电网跌落试验。所述的试验台可实现无干扰0电压穿越。所述的控制采用闭环电压控制策略，并具有补偿功能。与现有的电网跌落技术相比，本发明的有益效果是I)由于采用功能单元叠加的方法做电网跌落试验，波形效果更好，谐波更少，趋近电网跌落波形；2)容量可以做到10MW，比通过的电网跌落设备要大很多；3)可以完全实现模拟单相电网电压跌落波形，并可实现电网频率波动、电压偏移等多相功能。
图1是本发明基于H桥的单相低电压穿越试验台结构图；图2是本发明基于H桥的单相低电压穿越试验台的基本单元结构图；图3是低压穿越三相电压波形；图4是功率单元开关状态与电流流向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体内容作进一步详细叙述。
基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台拓扑结构主要由以下几部分组成 功率单元、高压滤波器和单相配置的变压器。该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，模拟单相电网跌落试验，该试验台可实现单相O电压穿越。所述的试验台可实现无干扰O电压穿越。所述的控制采用闭环电压控制策略，并进行一定补偿功能，在一定程度上缓解了试验台功率不能象电网无穷大的缺陷。
试验台的工作原理是由移相变压器产生通用的低压交流电，经过三相全桥整流得到稳定的直流电压。此直流电压作为逆变器中的各个功率单元�？榈闹绷鞑嗟缪构┑绲缭�。逆变器的主要功能是将直流电压转换为交流电压后，经功率单元直接串联，交流高压输出。经过高压滤波器和单相变压器后，供给用户。
见图1、图2,基于H桥的单相低电压穿越试验台，该拓扑由三相构成,每相包括η 个功率单元，每个功率单元由移相变压器通过三相全桥整流给功率单元电容供电。功率单元采用H桥结构单元，即标准功率单元，如图2所示。该功率单元由4个IGBT开关器件 IGBTl、IGBT2、IGBT3、IGBT4再并联一个直流电容C组成，每个IGBT开关器件均反方向并联一个二极管。IGBTl与IGBT2的公共端，和IGBT3与IGBT4的公共端做为功率单元的输出端。
基于H桥的单相低电压穿越试验台拓扑，采用通用的级联式方案，通过移相变压器给单元直流母线供电，结合一定的调制方法，产生需要的多电平正弦波。系统主要由三相组成，每相由η个功率单元串联而成。三相电的中性线接到一起，另一端通过高压滤波器、 单相变压器接到用户。由于采用单相独立控制，此电压跌落试验台可完全试验各种电压穿越波形。
见图4，控制IGBT的栅极电压使其导通或者关断，可以使单元具有3种不同的电路状态。第一种，如4-1所示， 定义IGBTl关断，IGBT2关断，IGBT3关断，IGBT4关断，电流流经 4个续流二极管，形成整流电路，此时单元处于充电状态。第二种，如4-2所示，定义IGBTl 导通，IGBT2关断，IGBT3关断，IGBT4导通，此时电容处于放电状态。第三种，如4_3所示，定义 IGBT2、IGBT4 导通、IGBTl、IGBT3 关断；或如 4-4 所示，IGBTl、IGBT3 导通、IGBT2、IGBT4 关断，此时功率单元处于旁路状态。
功率单元的个数η是由要求输出电压等级决定的。如输出3kV的电网电压对应的 n=4;输出6kV的电网电压，对应的n=6或8 ;输出IOkV的电网电压，对应的n=10或12 ;输出20kV的电网电压，对应的n=20或22 ;输出35kV的电网电压时，对应的n=36或38。
权利要求
1.基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于,该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率単元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，实现模拟单相电网跌落试验。
2.根据权利要求1所述的基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于，所述的试验台可实现无干扰O电压穿越。
3.根据权利要求1所述的基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于，所述的控制采用闭环电压控制策略，并具有补偿功能。
全文摘要
本发明涉及一种基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，供用户做模拟单相电网跌落试验。该试验台克服了现有技术的缺点，通过功率单元串联的方式，单相单独输出高压，再进行滤波，且配置单相变压器，可完全模拟电网电压故障状态，并可实现电网频率波动、电压偏移等试验功能。
文档编号G01R31/00GK102998549SQ201210238038
公开日2013年3月27日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者黄新明, 张跃平, 郑帅, 张其生, 丁卫东, 李崇 申请人:辽宁荣信电气传动技术有限责任公司
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