[发明专利]低电流纹波的电力电子工况模拟装置及方法

权利要求书

1.一种低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于：包括：并联连接的多台模拟变流器；其中：

每一台所述模拟变流器均包括直流端和交流端，其中，每一个所述直流端与各自直流供电端口相连；每一个所述交流端分别连接至交流母线后，再连接至交流测试端口；

所述并联连接的多台模拟变流器满足如下任意一个条件：

-条件一：并联连接的模拟变流器为n台，其中n为大于等于2的整数，n台模拟变流器的开关频率相同，且载波相位相差2π/n；

-条件二：并联连接的模拟变流器为n台，其中n为大于等于2的整数，n台模拟变流器的开关频率相同；n台模拟变流器等分为h组，其中h为大于等于2的整数，每一组内的模拟变流器载波相位相同，组间模拟变流器载波相位相差2π/h；

-条件三：并联连接的模拟变流器为n台，其中n为大于等于2的整数，n台模拟变流器分为h组，其中h为大于等于2的整数，每一组内的模拟变流器满足条件一或条件二；

所述并联连接的多台模拟变流器按照所述条件将载波相位错开，由所述模拟变流器产生的电流纹波被限制在并联支路内，交流母线上仅出现待测变流器产生的电流纹波。

2.根据权利要求1所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，每一台所述模拟变流器均包括相互连接的电力电子变流器和电阻抗网络A，所述电子电力电子变流器的外端为直流端，所述电阻网络A的外端为交流端；其中：

所述电力电子变流器采用任意一种结构的DC/AC拓扑结构或功率半导体器件，用于复现待测变流器的端口电压和电流特性，同时为模拟变流器产生的电流纹波提供回路；

所述电阻抗网络A采用任意一种结构的电流型滤波器，用于滤除电流谐波和对高频共模电流纹波进行分流；每一个所述电阻抗网络A的电阻抗大小均相等，或，通过调整对应的所述模拟变流器载波相位以达到将所述模拟变流器产生的电流纹波限制在并联回路内。

3.根据权利要求1所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，还包括电阻抗网络B和/或电阻抗网络C；其中：

所述电阻抗网络B与所述模拟变流器数量一致，并设置于所述直流端和所述直流供电端口之间，用于阻断并联回路间的共模电流纹波；

所述电阻抗网络C设置于所述交流端与所述交流母线的连接处和所述交流测试端口之间，用于阻断交流母线中的共模电流。

4.根据权利要求3所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，还包括如下任意一项或任意多项：

-所述电阻抗网络B采用直流共模电感；

-所述电阻抗网络C采用交流共模电感；

-所述电阻抗网络C采用变压器；其中，所述变压器与所述交流测试端口相连的一侧采用Δ连接方式，所述变压器与所述交流端相连的一侧采用Δ或Y连接方式。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，还包括控制系统；所述控制系统包括：

目标工况模拟模块，该模块用于描述目标工况的特性，根据所述交流测试端口的电压及电流生成参考电流信号；

功率分配器，该功率分配器用于分配不同模拟变流器所承担的功率大小；

变流器控制器，该变流器控制器与所述模拟变流器数量一致，包括电流控制器和脉宽调制器；其中，所述电流控制器用于接收所述功率分配控制器输出的电流参考，并通过脉宽调制器输出控制模拟变流器的开关序列，使得交流支路中的电流跟踪功率分配控制器给出的参考电流。

6.根据权利要求5所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，所述目标工况模拟模块中，所述目标工况的特性采用如下任意一种或任意多种方式获得：

-方式一：通过对目标工况进行理论建模获取；

-方式二：通过对目标工况进行仿真获取；

-方式三：通过对目标工况进行实际实验获取。

7.根据权利要求5所述的低电流纹波的电力电子工况模拟装置，其特征在于，所述功率分配控制器中，根据所述模拟变流器的类型分配所需要承担的功率大小，其中，相同类型的所述模拟变流器承担相同的功率，或，按比例对功率进行分配。