[发明专利]一种级联型双向变流直流侧短路电流抑制系统及方法

说明书

本发明提供一种级联型双向变流直流侧短路电流抑制系统及方法，属于电力电子控制技术领域，包括：级联型双向变流装置、隔离变压器、短路保护模块、电流检测模块；所述短路保护模块用于：a：若直流电流实时值大于或等于Ⅰ级预设直流侧短路保护值，则级联型双向变流装置以弱功率模式运行，降低双向变流装置功率单元IGBT调制度来保护功率单元；b：执行a后，若直流电流实时值仍大于或等于Ⅱ级预设直流侧短路保护值，则控制级联型双向变流装置停止运行，关闭双向变流装置的功率单元IGBT输出信号。本发明合理地选择符合短路故障情况的保护措施，避免短路电流对级联型双向变流装置功率模块中IGBT元器件的损坏。

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，具体涉及一种级联型双向变流直流侧短路电流抑制系统及方法。

背景技术

如公开号为CN115051541A的级联型双向变流装置，基于级联型双向变流装置，供电电网出现短路故障或者过载运行时，短时间内双向变流装置的功率单元中的IGBT反并联二极管会受到大续流电流的冲击，直接导致功率单元中的IGBT损坏，影响级联型双向变流装置的正常运行。但是通常的保护方式无论电流大小，直接封锁所述IGBT的脉冲信号，势必会影响系统的正常运行，无法实现双向变流装置可靠的短路保护。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种级联型双向变流直流侧短路电流抑制系统及方法，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种级联型双向变流直流侧短路电流抑制系统，包括：级联型双向变流装置、隔离变压器、短路保护模块、电流检测模块；

所述隔离变压器的高压侧与交流电网连接，所述隔离变压器的低压侧与级联型双向变流装置的功率单元连接；所述短路保护模块输出端与所述隔离变压器的低压侧连接；所述短路保护模块的输入端与所述级联型双向变流装置的直流侧连接；

所述电流检测模块用于获取级联型双向变流装置的直流侧电流实时值并发送给短路保护模块；所述短路保护模块用于：

a：若直流电流实时值大于或等于Ⅰ级预设直流侧短路保护值，则级联型双向变流装置以弱功率模式运行，降低双向变流装置功率单元IGBT开通时间保护功率单元；

b：执行a后，若直流电流实时值仍大于或等于Ⅱ级预设直流侧短路保护值，则控制级联型双向变流装置停止运行，关闭双向变流装置的功率单元IGBT输出信号；

c：执行a、b操作后，若直流电流实时值仍大于或等于Ⅲ级预设直流侧短路保护值，则分断双向变流装置交流侧断路器、直流侧接触器，并将短路电流泄放至隔离变压器的低压侧绕。

其中，Ⅲ级预设直流侧短路保护值＞Ⅱ级预设直流侧短路保护值＞Ⅰ级预设直流侧短路保护值。

进一步的，所述的短路保护模块包含二极管组成的整流桥式电路、电抗器，所述整流桥式电路与电抗器组成低阻抗的拓扑电路，用于抑制级联型双向变流装置功率单元与交流电网间的高频环流及短路时产生的短路电流；

若直流电流实时值小于Ⅰ级预设直流侧短路保护值，则级联型双向变流装置正常运行，耐受电流及高频环流抑制模块持续抑制级联型双向变流装置功率单元与交流电网间的高频环流。

进一步的，所述的隔离变压器的低压侧包含第一级绕组、第二级绕组；所述的第一级绕组与级联型双向变流装置Ⅰ级功率单元和所述耐受电流及高频环流抑制模块输出端连接；所述的第二级绕组与级联型双向变流装置Ⅱ级功率单元和所述耐受电流及高频环流抑制模块输出端连接。

进一步的，整流桥式电路的交流端与所述隔离变压器第一级绕组、第二级绕组连接；所述整流桥式电路的直流端与所述电抗器相连接；所述电抗器与级联型双向变流装置的直流侧相连接。

进一步的，所述电流检测模块包含采样电路及分流器；所述分流器与级联型双向变流装置直流侧负母线相连接，用于采集直流侧电流值；所述的采样电路与分流器和短路保护模块相连接。