一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法
2023-04-23 06:47:26 1
一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法
【專利摘要】本發明提供一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，包括以下步驟：計算連接電感電流；計算連接電感電流的有功分量和無功分量；計算連接電感的電壓和換流器子單元交流端電壓；計算連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值；採用PI調節器調節換流器子單元兩端電壓。本發明提供的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，實現了鏈式換流器子單元實際工況的試驗模擬，一次試驗即可滿足換流器子單元主電路試驗、取能迴路試驗、採樣迴路試驗及單元控制器功能試驗等多項試驗，簡化試驗流程，且可以節省電能損耗，降低批量試驗成本。
【專利說明】一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力電子【技術領域】，具體涉及一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法。
【背景技術】
[0002]廣泛應用於大功率電力電子裝置的鏈式換流器由若干完全相同的換流器子單元級聯而成。其中，級聯子單元採用無差異化配置，每個子單元採用H橋拓撲。鏈式拓撲結構中，換流單元中電力電子器件工作電壓有效箝位於直流電容器電壓，避免了電力電子器件串聯問題，與此同時，可通過增加級聯單元的數目來提高整套 電力電子裝置的電壓水平，大大簡化了高壓換流器設計。鏈式換流器作為無功補償裝置主電路的核心部分，對其試驗方法進行深入研究具有重要意義和工程應用價值。
[0003]目前，單一換流器試驗通常採用的實驗方法是在待測換流器直流側接二極體整流電路，為換流器提供穩定的直流電壓，此時換流器工作於逆變狀態；負載側接電機等感性負載，但是以電機作為負載會吸收電網有功功率，造成電能的浪費。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，實現了鏈式換流器子單元實際工況的試驗模擬，一次試驗即可滿足換流器子單元主電路試驗、取能迴路試驗、採樣迴路試驗及單元控制器功能試驗等多項試驗，簡化試驗流程。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明採取如下技術方案:
[0006]提供一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，所述換流器子單元與交流電源、主接觸器、旁路接觸器、軟啟動電阻和連接電感共同組成試驗主電路；所述交流電源、主接觸器、旁路接觸器、連接電感和換流器子單元依次連接，所述軟啟動電阻與旁路接觸器並聯；所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟1:計算連接電感電流；
[0008]步驟2:計算連接電感電流的有功分量和無功分量；
[0009]步驟3:計算連接電感的電壓和換流器子單元交流端電壓；
[0010]步驟4:計算連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值；
[0011]步驟5:採用PI調節器調節換流器子單元兩端電壓。
[0012]所述步驟I中，設連接電感電流與交流電源電壓的相角為供，具體有:
[0013]
I1 (,) = Iliil χ?η{(-- + φ) -11 m (sin cot cos φ + cos (Ot sin φ)(I)
[0014]其中，iL(t)為t時刻連接電感電流，ILm為連接電感的電流峰值；ω為角速度。
[0015]所述步驟2中，連接電感電流的有功分量與交流電源電壓同相，其無功分量與交流電壓相差90度,於是有:
【權利要求】
1.一種換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述換流器子單元與交流電源、主接觸器、旁路接觸器、軟啟動電阻和連接電感共同組成試驗主電路；所述交流電源、主接觸器、旁路接觸器、連接電感和換流器子單元依次連接，所述軟啟動電阻與旁路接觸器並聯；所述方法包括以下步驟: 步驟1:計算連接電感電流； 步驟2:計算連接電感電流的有功分量和無功分量； 步驟3:計算連接電感的電壓和換流器子單元交流端電壓； 步驟4:計算連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值； 步驟5:採用PI調節器調節換流器子單元兩端電壓。
2.根據權利要求1所述的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述步驟I中，設連接電感電流與交流電源電壓的相角為P，具體有:
3.根據權利要求1所述的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述步驟2中，連接電感電流的有功分量與交流電源電壓同相，其無功分量與交流電壓相差90度，於是有:
4.根據權利要求1所述的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述步驟3中，假定電流從旁路接觸器至換流器子單元流經連接電感方向為正，可得:
5.根據權利要求1所述的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述步驟4中，連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值表示為:
ILpref = KplX (Uref-Udc)+Kil X f (Uref-UJdt (10)
ILqref — Kp2X (Iref-^Lq)+Kj2 ^ 丁 ^Tef-^Lq)(11) 其中，和I_f分別為連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值，Kpl和Kp2均為所述PI調節器的調節係數，Uref和Udc分別為換流器子單元直流電壓目標值和測量值，Iref為連接電感電流的有功分量目標值，Kil和Ki2均為PI調節器的積分係數。
6.根據權利要求1所述的換流器子單元全工況閉環控制試驗方法，其特徵在於:所述步驟5中，根據計算出的連接電感電流的有功分量參考值和無功分量參考值，採用PI調節器調節換流器子單元兩端電壓，從而改變換流器子單元的輸入電流。
【文檔編號】G01R31/40GK104007398SQ201410259635
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】周娜, 宗波, 喬爾敏, 蔡博, 康偉, 雷晰 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院