[发明专利]多模块串联的谐振回路谐振电流控制策略和电力电子开关

说明书

本发明公开了一种多模块串联的谐振回路谐振电流控制策略和电力电子开关，该控制策略包括以下步骤：采集谐振回路的每个子模块的电压，从谐振回路的所有子模块中选取多个目标子模块，使其电压之和满足谐振电路的谐振电流要求；当谐振回路工作时，控制目标子模块参与谐振回路中谐振电流的产生，以及控制所有子模块中除开目标子模块的子模块不参与谐振电流的产生。根据本发明的控制策略，无论有多少个半桥或全桥子模块串联，每个子模块的电压有多少，参与谐振电流产生的子模块的电压和总是在预期值，产生的谐振电流幅值也在预期值，保证不会出现过大的谐振电流。

技术领域

本发明涉及属于高压输变电装备技术领域，尤其涉及一种多模块串联的电力电子开关及其谐振回路谐振电流控制策略。

背景技术

当前，对多级子模块串联的谐振回路来说，如图2所示，子模块的电压都是由外部独立的充电器充电并控制的。因为充电器特性的不同，各个子模块的电压也会有差异，特别是当利用无稳压措施的充电器对子模块充电时，子模块的电压更是参差不齐。特别是对于要求有冗余子模块数量的工程，子模块的电压总是大于目标值，这样造成谐振电流的幅值也远超过目标值。

对于由多个半桥或全桥子模块串联组成的可控谐振回路来说，子模块的电压和决定了谐振电流的幅值，子模块电压和越高，谐振电流的幅值就越大，然而过大的谐振电流会造成子模块开关器件损坏，过大的谐振电流也可能导致其他设备损坏。

对于多级子模块串联的谐振回路来说，上述子模块数量冗余要求和避免谐振电流过大要求二者产生矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模块串联的谐振回路谐振电流控制策略和使用该控制策略的电力电子开关及其谐振回路，以兼顾子模块数量冗余要求和避免谐振电流过大要求。

为此，本发明提供了一种多模块串联的谐振回路谐振电流控制策略，用于电力电子开关，包括以下步骤：采集谐振回路的每个子模块的电压，从谐振回路的所有子模块中选取多个目标子模块，使其电压之和满足谐振电路的谐振电流要求；当谐振回路工作时，控制目标子模块参与谐振回路中谐振电流的产生，以及控制所有子模块中除开目标子模块的子模块不参与谐振电流的产生。

进一步地，上述选取一些目标子模块包括：对谐振回路的所有子模块电压按照高低顺序排序；从高到底依次累加计算子模块的电压之和直至满足谐振电流要求或从中间开始前后累计子模块的电压之和直至满足谐振电流要求。

根据本发明的另一方面，提供了一种电力电子开关的谐振回路，包括多个子模块、多个电压监控单元、控制装置，每个子模块与一个电压监控单元对应设置，电压监控单元用于采集子模块的电压；多个子模块、多个电压监控单元分别与控制装置连接，所述控制装置用于获取各电压监控单元所采集子模块的电压，根据各子模块的电压，从谐振回路的所有子模块中选取多个目标子模块；其中，多个目标子模块的电压之和满足谐振电路的谐振电流要求，且当谐振回路工作时，控制目标子模块参与谐振回路中谐振电流的产生，以及控制所有子模块中除开目标子模块的子模块不参与谐振电流的产生。

进一步地，上述谐振回路的子模块均为半桥子模块。

进一步地，上述半桥子模块的电压监控单元为中控板卡，其中，该中控板卡通过光纤与控制装置连接，所述中控板卡用于接收控制装置发出的子模块导通命令，并根据子模块导通命令导通相应子模块。

进一步地，上述半桥子模块包括上开关管T2和下开关管T1，上开关管T2和下开关管T1相互连接构成半桥，其中当中控板卡接收到子模块导通命令时，中控板卡根据子模块导通命令控制上开关管T2和下开关管T1交替导通，以使谐振回路产生谐振电流，当中控板卡接收到子模块旁通命令时，中控板卡根据子模块旁通命令控制下开关管T1导通。

进一步地，上述谐振回路的子模块为全桥子模块。