一種抑制零序直流分量的全功率試驗方法技術

本發明專利技術提供一種抑制零序直流分量的全功率試驗方法，包括以下步驟：零序直流分量的產生及提取；通過PID控制器對所述零序直流分量進行控制；抑制并消除零序直流分量。本發明專利技術提供一種抑制零序直流分量的全功率試驗方法，能夠抑制直流分量，以保證閥組全功率試驗和滿負荷通過能力的安全穩定進行，適用于柔性直流輸電、電力電子變壓器、高壓變頻器等高壓大容量設備。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電力電子領域，具體涉及一種適用于柔性直流輸電、電力電子變壓器、高壓變頻器等高壓大容量設備的全功率試驗方法。
技術介紹
電力電子設備在出廠前，都需要進行電氣性能檢驗，以測試設電氣性能是否符合相關標準和要求。其中，全功率試驗在眾多試驗方法中，占據著舉足輕重的地位，它是檢測電力電子設備性能最有效、最直接的方法。如風電機組、光電變換器以及其他變換/頻器，要求對樣機進行全功率試驗。其中根據德國勞埃德船級社《風電機組認證指南》的要求，規定必須對設計后的風電樣機進行全功率試驗，以驗證其是否符合設計指標。可見，在檢驗電氣性能方面，全功率試驗占據著極為重要的作用。目前，全功率試驗環境可以分為兩大類分別是基于無源器件構建的能耗型全功率試驗環境和基于電力電子器件的有源回饋型(功率回環)全功率試驗環境。鑒于前者需要消耗大量電能，不利于產品成本降低和生態環境保護，與當今社會的主題“和諧，綠色”格格不入。近年來，功率回環試驗電路得到了國內外學者的廣泛重視，對其進行了深入研究。所謂功率回環，即全功率試驗的能量通過被測試設備后，經其他并網設備饋入電網，電網電源只承擔被測設備的損耗功率，如附附圖說明圖1所示。由此可見，功率回環試驗可解決在有限的電源容量條件下，進行大功率換流閥的全負載試驗問題，并可驗證換流閥的全負荷通過能力，是一種較好的選擇方案。在全功率試驗中，功率回環試驗無疑是最佳選擇。傳統意義上的功率回環電路結構，如附圖2所示，其中包含六大部分，分別是I)電網；2)PCC連接點；3)工頻隔離變壓器；4)閥組濾波電抗器；5) VSC閥組；6)直流母線支撐電容。其主電路為三相三線制結構，主要分為三部分一是電壓控制的PWM整流器，將電網電壓整流后得到所需的直流電壓，即整流側；二是功率控制的PWM逆變器，將直流電壓逆變得到電網電壓，并且輸出功率能夠跟隨給定功率，即并網側；三是功率回路之間的工頻隔離變壓器，其具備解耦閥組控制的作用。但是當功率回環推動功率很大時，必須選擇相應容量的隔離變壓器，而高壓大容量變壓器的體積十分龐大，造價亦十分高昂，這勢必導致回環裝置的成本增高和體積變大。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供，抑制直流分量，以保證閥組全功率試驗和滿負荷通過能力的安全穩定進行，適用于柔性直流輸電、電力電子變壓器、高壓變頻器等高壓大容量設備。為了實現上述專利技術目的，本專利技術采取如下技術方案提供，所述方法包括以下步驟步驟1:零序直流分量的廣生及提取；步驟2 :通過PID控制器對所述零序直流分量進行控制；步驟3 :抑制并消除零序直流分量。所述步驟I中，零序直流分量存在于三相全橋全功率試驗系統中，所述三相全橋全功率試驗系統包括電網、整流側模塊、直流母線支撐電容器組和并網側模塊，所述整流側模塊通過直流母線支撐電容器組與并網側模塊連接，組成背靠背電路，所述背靠背電路通過PCC連接點與電網連接；所述整流側模塊包括閥組濾波電抗器組I和VSC閥組I，所述并網側模塊包括閥組濾波電抗器組II和VSC閥組II。以A相回路進行分析，所述A相回路包括電網等效電抗Leg、閥組濾波電抗器組I的電抗器L1、閥組濾波電抗器組II的電抗器L2和A相背靠背電路；所述A相背靠背電路包括整流側模塊閥組A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂，所述整流側模塊閥組A相橋臂包括IGBTl和與所述IGBTl串聯的IGBT2，所述并網側模塊閥組A'相橋臂包括IGBT3和與所述IGBT3串聯的IGBT4 ;整流側模塊閥組A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂的中點分別為交流輸出點A和交流輸出點A'，整流側模塊閥組A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂的起點、終點分別通過正直流母線、負直流母線連接，P和N分別為正直流母線和負直流母線上對應的正電位點和負電位點，正直流母線和負直流母線之間由直流母線支撐電容器組連接。零序直流分量的產生過程如下在A相回路中，交流輸出點A和A'開關函數為權利要求1.，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟1:零序直流分量的產生及提取；步驟2 :通過PID控制器對所述零序直流分量進行控制；步驟3 :抑制并消除零序直流分量。2.根據權利要求1所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于所述步驟I中，零序直流分量存在于三相全橋全功率試驗系統中，所述三相全橋全功率試驗系統包括電網、整流側模塊、直流母線支撐電容器組和并網側模塊，所述整流側模塊通過直流母線支撐電容器組與并網側模塊連接，組成背靠背電路，所述背靠背電路通過PCC連接點與電網連接；所述整流側模塊包括閥組濾波電抗器組I和VSC閥組I，所述并網側模塊包括閥組濾波電抗器組II和VSC閥組II。3.根據權利要求2所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于以A相回路進行分析，所述A相回路包括電網等效電抗Leg、閥組濾波電抗器組I的電抗器L1、閥組濾波電抗器組II的電抗器L2和A相背靠背電路；所述A相背靠背電路包括整流側模塊閥組 A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂，所述整流側模塊閥組A相橋臂包括IGBTl和與所述IGBTl串聯的IGBT2，所述并網側模塊閥組Ai相橋臂包括IGBT3和與所述IGBT3串聯的 IGBT4 ;整流側模塊閥組A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂的中點分別為交流輸出點A 和交流輸出點A'，整流側模塊閥組A相橋臂和并網側模塊閥組A'相橋臂的起點、終點分別通過正直流母線、負直流母線連接，P和N分別為正直流母線和負直流母線上對應的正電位點和負電位點，正直流母線和負直流母線之間由直流母線支撐電容器組連接。4.根據權利要求1-3任一所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于 零序直流分量的產生過程如下在A相回路中，交流輸出點A和A'開關函數為5.根據權利要求1-3任一所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于 所述零序直流分量的提取過程如下三相全橋全功率試驗系統中，由于中線的存在使得Σ &’三相全橋全功率試驗6.根據權利要求1所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于所述步驟2包括以下步驟步驟2-1 :提取零序直流分量，并對其進行調理，得到零序電流中的直流成分，即得到零序直流反饋量；步驟2-2 :通過PID控制器進行控制，得到抑制零序直流成分的控制量；步驟2-3 :將得到的PID控制量疊加到交流調制信號中，成為調制信號的一部分，從而達到抑制零序直流分量的功效。7.根據權利要求1所述的抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于所述步驟3中，設開關函數Sa和S/的導通時間為Sto和δΑ,㈧其中!！^ ，N為一個工頻周期中 IGBT1/IGBT2/IGBT3/IGBT4 的開關次數，則全文摘要本專利技術提供，包括以下步驟零序直流分量的產生及提取；通過PID控制器對所述零序直流分量進行控制；抑制并消除零序直流分量。本專利技術提供，能夠抑制直流分量，以保證閥組全功率試驗和滿負荷通過能力的安全穩定進行，適用于柔性直流輸電、電力電子變壓器、高壓變頻器等高壓大容量設備。文檔編號G01R31/00GK102998564SQ20121049084公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日專利技術者何安然, 駱健, 侯凱, 陳永華, 溫傳新本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抑制零序直流分量的全功率試驗方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：步驟1：零序直流分量的產生及提取；步驟2：通過PID控制器對所述零序直流分量進行控制；步驟3：抑制并消除零序直流分量。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：何安然，駱健，侯凱，陳永華，溫傳新，趙曉冬，
申請(專利權)人：國網智能電網研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：