[发明专利]基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法。

背景技术

H桥功率模块是光伏、风电、链式静止同步补偿器和柔性直流输电变流器等装置的核心功率部件。模块化设计的装置既便于安装和调试，也便于维修和更换，因此应用前景广泛。

H桥功率模块必须进行全功率试验，以便验证满功率下H桥功率模块的热性能和电气性能。传统的H桥功率模块全功率试验每次只能包括2个模块。这种方法在一个H桥功率模块的直流电容处供电，逆变后生成交流电，另一个功率模块作为负荷，控制并产生额定功率。

这种方法的缺陷是效率低下，对于含有大量功率模块的装置，试验速度很低，难以满足大规模工业化的需要。目前的专利和论文并没有具体的讨论能够满足以上需求的H桥功率模块全功率快速试验方法。

发明内容

本发明实施例提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法，可以解决现有技术中存在的问题。

基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台，该平台包括两个低压整流桥REC1、REC2和一个高压整流桥REC3，多个功率模块首尾相连形成两条换流链：换流链1和换流链2；

低压整流桥REC1的交流侧连接低压调压器TY1，直流侧连接换流链1中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS1控制开断，低压整流桥REC2的交流侧连接低压调压器TY2，直流侧连接换流链2中一个功率模块的直流电容，并通过一个低压断路器QS2控制开断；

高压整流桥REC3的直流侧连接到两条换流链的首尾两端，并通过一个高压断路器QS3控制开断，交流侧连接高压调压器TY3，电抗器连接在两条换流链之间。

本发明还提供了基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台的试验方法，该方法包括以下步骤：

将高压断路器闭合，通过高压整流桥给两条换流链充电，功率模块达到额定电压时，断开高压断路器；

闭合两个低压断路器，并调节低压调压器，用于给换流链试验过程中补能；

将换流链1控制在电压源模式，换流链2控制在电流源模式；

通过调节电流的大小，使所有功率模块达到额定功率，从而进行全功率试验。

本发明实施例中的基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台及方法，将功率模块级联形成换流链，两条换流链的逆变侧经过电感串联。试验时，首先通过直流电源对换流链进行整体充电，使其接近于直流电容额定电压；然后断开充电电源，在部分链节的直流侧接入补能直流电源，该电源的容量仅需要满足在试验过程中换流链的损耗能量即可；最后通过电压-电流控制策略，将一条换流链等效为电压源，另一条换流链等效为可控电流源，从而实现全功率运行。该方法能够一次试验多个功率模块，从而大大提高功率模块的全功率试验效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于换流链的H桥功率模块全功率快速试验平台的拓扑结构图；

图2为图1中换流链1的电压源控制模式示意图；

图3为图1中换流链2的电流源控制模式示意图；

图4为图1中换流链1和换流链2的均压控制示意图；

图5为试验结果示意图，其中(a)为换流链1和换流链2的交流逆变级联电压波形，(b)为两条换流链的工作电流波形。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。