一種變流器全功率低功耗測試方法
2023-09-20 13:40:05
專利名稱：一種變流器全功率低功耗測試方法
技術領域：
本發明涉及機電技術領域，尤其涉及的是一種變流器全功率低功耗測試方法。
背景技術：
傳統的整流器試驗方法主要有電阻消耗能量法、整流-逆變互換法、整流-逆變系統實驗方法等。電阻消耗能量法是思路最簡單的一種方案，但是也是非常浪費電能並且不能達到理想預期目的的一種部分驗證性試驗。整流逆變互換方法對整流部分主電路僅進行了逆變測試，對系統的整流特性並沒有進行相應的測試，和現場實際工況並不匹配。整流逆變系統實驗方法的最基本特點就是使得系統和現場工況匹配性能達到最佳，但是非常複雜，不容易實現，而且對機械要求相對較高，不同功率等級的變流器需要配備不同的機械負載。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種變流器全功率低功耗測試方法。本發明的技術方案如下:一種變流器全功率低功耗測試方法，採用兩個背靠背拓撲結構的變流器，整流器以正常狀態運行，逆變器通過給定的控制策略運行，使其工作在對電網提供有功電流或者吸收電網有功電流的模式；通過整流器和逆變器之間的直流母線電壓控制，迫使以正常狀態運行的整流器工作在有源逆變模式或者整流模式。所述的變流器全功率低功耗測試方法，所述的給定控制策略為，採用兩個PI環對有功電流和無功電流進行控制；無功電流^給定為零，通過與實際無功電流id相比較後經過PI調節輸出控制電壓Udl，Udl進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓。通過對有功電流<的給定變化控制整流器在四象限運行，^與實際電流i,相比較後經過PI調節輸出控制電壓uql,Uql進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓，最終輸出各開關器件的開關狀態及開關時間，從而實現單位功率因數控制及整流器的四象限運行。所述的變流器全功率低功耗測試方法，當有功電流的給定為正，以給定控制策略運行的逆變器從整流器和直流母線電容吸收電能饋出到電網，假設無整流器的母線電壓閉環控制，則必使雙三電平變流器直流母線電壓vd。降低；反之，當有功電流給定^為負，則逆變側從電網吸收能量對直流母線電容進行充電，如無整流器的控制功能，則必使雙三電平變流器直流母線電壓Vd。升高。而整流器通過檢測直流母線電壓值，從電網吸收能量或者將能量饋出到交流電網，使得直流母線電壓vd。保持恆定。利用本發明能夠在最小電能消耗下，在儘可能得減少系統複雜性的條件下，儘可能達到現場四象限運行工況，而且對機械 負載無相關要求，其能耗僅限於變壓器損耗、電抗器損耗和IGBT開關損耗。故本方法是高效高可靠性的一種整流器-逆變器背靠背系統實驗方法。
圖1為本發明變流器全功率低功耗測試方法的硬體示意圖；圖2為本發明變流器全功率低功耗測試方法中的逆變器控制策略具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。本發明變流器全功率低功耗測試方法(整流逆變雙饋試驗方法)，試驗採用如圖1所示的兩個背靠背拓撲結構的變流器(即圖1中示出的一個整流器和另外一個逆變器)，整流器以正常狀態運行，逆變器則通過圖2的控制策略運行，使其工作在對電網提供有功電流或者吸收電網有功電流的模式。通過整流器和逆變器之間的直流母線電壓控制，迫使以正常狀態運行的整流器工作在有源逆變模式或者整流模式。圖2控制策略為，採用兩個PI環對有功電流和無功電流進行控制。由於是單位功率控制故無功電流^給定為零，通過與實際無功電流id相比較後經過PI調節輸出控制電壓udl, Udl進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓。通過對有功電流<的給定變化控制整流器在四象限運行乂與實際電流i,相比較後經過PI調節輸出控制電壓Uql，Uql進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓，最終輸出各開關器件的開關狀態及開關時間。從而實現單位功率因數控制及整流器的四象限運行。圖2中，當有功電流的給定<為正，以圖示控制策略運行的逆變器從整流器和直流母線電容(圖1中整流器和逆變器中間並聯的電容即為直流母線電容)吸收電能饋出到電網，假設無整流器的母線 電壓閉環控制，則必使雙三電平變流器直流母線電壓vd。降低。反之，當有功電流給定^為負，則逆變側從電網吸收能量對直流母線電容進行充電，如無整流器的控制功能，則必使雙三電平變流器直流母線電壓vd。升高。而整流器通過檢測直流母線電壓值，從電網吸收能量或者將能量饋出到交流電網，使得直流母線電壓Vd。保持恆定。在背靠背雙三電平雙饋試驗中，通過控制^的正負和大小，可使雙三電平變流器運行在四各不同象限工況下。由於整流側的電壓閉環，使整流器能夠在符合現場各個工況下進行全面測試。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種變流器全功率低功耗測試方法，其特徵在於，採用兩個背靠背拓撲結構的變流器，整流器以正常狀態運行，逆變器通過給定的控制策略運行，使其工作在對電網提供有功電流或者吸收電網有功電流的模式；通過整流器和逆變器之間的直流母線電壓控制，迫使以正常狀態運行的整流器工作在有源逆變模式或者整流模式。
2.根據權利要求1所述的變流器全功率低功耗測試方法，其特徵在於，所述的給定控制策略為，採用兩個PI環對有功電流和無功電流進行控制；無功電流^給定為零，通過與實際無功電流id相比較後經過PI調節輸出控制電壓udl，udl進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓。通過對有功電流^的給定變化控制整流器在四象限運行，^與實際電流i,相比較後經過PI調節輸出控制電壓uql，Uql進行解耦控制後輸出SVM的控制電壓，最終輸出各開關器件的開關狀態及開關時間，從而實現單位功率因數控制及整流器的四象限運行。
3.根據權利要求2所述的變流器全功率低功耗測試方法，其特徵在於，當有功電流的給定^為正，以給定控制策略運行的逆變器從整流器和直流母線電容吸收電能饋出到電網，假設無整流器的母線電壓閉環控制，則必使雙三電平變流器直流母線電壓Vd。降低；反之，當有功電流給定^為負，則逆變側從電網吸收能量對直流母線電容進行充電，如無整流器的控制功能，則必使雙三電平變流器直流母線電壓Vd。升高。而整流器通過檢測直流母線電壓值，從電網吸收能 量或者將能量饋出到交流電網，使得直流母線電壓Vd。保持恆定。
全文摘要
本發明公開了一種變流器全功率低功耗測試方法，採用兩個背靠背拓撲結構的變流器，整流器以正常狀態運行，逆變器通過給定的控制策略運行，使其工作在對電網提供有功電流或者吸收電網有功電流的模式；通過整流器和逆變器之間的直流母線電壓控制，迫使以正常狀態運行的整流器工作在有源逆變模式或者整流模式。利用本發明能夠在最小電能消耗下，在儘可能得減少系統複雜性的條件下，儘可能達到現場四象限運行工況，而且對機械負載無相關要求，其能耗僅限於變壓器損耗、電抗器損耗和IGBT開關損耗。故本方法是高效高可靠性的一種整流器-逆變器背靠背系統實驗方法。
文檔編號H02M7/797GK103248262SQ201310187389
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月20日 優先權日2013年5月20日
發明者韓耀飛, 熊樹, 李淵, 郭蓓蕾, 趙張飛, 陳國振, 樊曉虹, 程坦, 馬星河, 楊海江, 王金鵬 申請人:韓耀飛