级联多电平变换器的自检系统及自检方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及级联多电平变换器技术领域，尤其设及一种级联多电平变换器的自检 系统及自检方法。
【背景技术】
[0002] 级联多电平变换器(^cascadedmultilevelconve;rters,CMC)广泛应用于电能变 换、高压变频驱动、高压直流输电和无功补偿等运用场合，一般由单相的开关桥或者半桥式 逆变电路串联组成。其中，级联多电平变换器中级联的整体绝缘阻抗必须足够大，W保证在 使用的过程中不会出现由于整体绝缘阻抗过小导致漏电流过大而造成安全隐患。
[0003] 级联多电平变换器在使用过程中需要采用专口的电路进行漏电流保护和绝缘阻 抗检测，运种需求在光伏发电系统中显得尤为突出，如安规要求，绝缘阻抗值必须达到一定 值后级联多电平变换器才能够开机工作。目前，常规的绝缘阻抗检测方案只适用于计算单 一转换电路或者逆变器的绝缘阻抗，无法针对级联多电平变换器的绝缘阻抗的测量和计 算。
【发明内容】
[0004] 本发明是为了解决现有技术中的上述不足而完成的，本发明的目的在于提出一种 级联多电平变换器的自检系统及方法，该自检电路能够级对联多电平变换器的整体绝缘阻 抗进行测量和计算。 阳〇化]为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0006] 一种级联多电平变换器的自检系统，包括级联多电平变换器和自检装置，所述级 联多电平变换器包括级联的至少两个转换电路，所述自检装置包括至少一个电流检测电 路、电压获取模块和计算模块；
[0007] 所述至少两个转换电路中相邻的转换电路的第一输出端和第二输出端依次电连 接，且所述至少两个转换电路与外部的直流源一一对应设置并电连接，所述直流源用于向 对应的转换电路提供直流电；
[0008] 所述至少一个电流检测电路的第一端与所述第一个转换电路的第一输出端和/ 或所述最后一个转换电路的第二端输出电连接，所述电流检测电路的第二端接地；所述电 流检测电路用于检测所述级联多电平变换器处于第一导通状态时的第一检测电流，W及所 述级联多电平变换器处于第二导通状态时的第二检测电流；
[0009] 所述电压获取模块用于获取所述级联多电平变换器处于第一导通状态时所述至 少两个转换电路的第一母线电压，W及所述级联多电平变换器处于第二导通状态时所述至 少两个转换电路的第二母线电压；
[0010] 所述计算模块用于根据所述第一检测电流、所述第二检测电流、所述至少两个转 换电路的第一母线电压和所述至少两个转换电路的第二母线电压获取所述级联多电平变 换器的绝缘阻抗。
[0011] 进一步地所述的自检系统，还包括：
[0012] 比较模块，用于根据所述计算模块获取的所述级联多电平变换器的绝缘阻抗与基 准绝缘阻抗值进行比较，判断所述级联多电平变换器的绝缘阻抗是否达到所述基准绝缘阻 抗值。
[0013] 进一步地，所述至少两个转换电路均包括：第一电容、第一开关管、第二开关管、第 =开关管和第四开关管；
[0014] 所述第一开关管的第一端分别与所述第二开关管的第一端、所述第一电容的第一 端和对应的所述直流源的正极电连接，所述第一开关管的第二端与所述第=开关管的第一 端电连接，所述第二开关管的第二端与所述第四开关管的第二端电连接；所述第=开关管 的第二端分别与所述第四开关管的第二端、所述第一电容的第二端和对应的所述直流源的 负极电连接；
[0015] 所述自检装置还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述第一开关管、所述第 二开关管、所述第=开关管和所述第四开关管的导通或截止；
[0016] 其中，当所述第一开关管和所述第二开关管导通，所述第=开关管和所述第四开 关管截止时，所述级联多电平变换器处于第一导通状态；
[0017] 当所述第=开关管和第四开关管导通，第一开关管和第二开关管截止时，所述级 联多电平变换器处于第二导通状态。
[0018] 进一步地，所述级联多电平变换器还包括滤波电路和开关组模块；
[0019] 其中，所述滤波电路的第一端与所述至少两个转换电路中第一个转换电路的第一 输出端电连接，滤波电路的第二端与所述最后一个转换电路的第二输出端电连接，所述滤 波电路的第=端和第四端分别与所述开关组模块电连接。
[0020] 进一步地，所述开关组模块包括第一开关、第二开关、第=开关和第四开关；
[0021] 其中，所述第一开关的第二端与第二开关的第一端电连接，且第一开关的第一端 与所述滤波电路的第=端电连接；
[0022] 所述第=开关的第二端与第四开关的第一端串联，且第=开关的第一端与所述滤 波电路的第四端电连接。
[0023] 进一步地，所述第一开关、所述第二开关、所述第=开关和所述第四开关均为继电 器。
[0024] 进一步地，所述电流检测电路包括串联的第一电阻、第五开关和电流获取单元。
[0025] 进一步地，所述电流检测电路的第一端与所述第一个转换电路的第一输出端电连 接，或者所述电流检测电路的第一端与所述最后一个转换电路的第二输出端电连接，或者 在所述级联多电平变换器包括所述滤波电路时，所述电流检测电路的第一端与所述滤波电 路的第=端或第四端电连接； 阳026]所述电流检测电路的第二端与地线电连接。
[0027] 所述电流检测电路中第一电阻、第五开关和电流获取单元S者的位置可W任意互 换。
[0028] 此外，本发明还提出了一种级联多电平变换器自检系统的自检方法，包括：
[0029] 电流检测电路检测所述级联多电平变换器处于第一导通状态时的第一检测电流， W及所述级联多电平变换器处于第二导通状态时的第二检测电流；
[0030] 电压获取模块获取所述级联多电平变换器处于第一导通状态时所述至少两个转 换电路的第一母线电压，W及所述级联多电平变换器处于第二导通状态时所述至少两个转 换电路的第二母线电压；
[0031] 计算模块根据所述第一检测电流、所述第二电流、所述少两个转换电路的第一母 线电压和所述至少两个转换电路的第二母线电压获取所述级联多电平变换器的绝缘阻抗。
[0032] 进一步地，所述的自检方法，还包括：
[0033] 比较模块根据所述计算模块获取的所述级联多电平变换器的绝缘阻抗与基准绝 缘阻抗值进行比较，判断所述绝缘阻抗是否达到所述基准绝缘阻抗。
[0034]本发明提供的级联多电平变换器的自检系统及自检方法，通过在级联多电平变换 器设置自检装置，该自检装置包括电流检测电路、电压获取模块和计算模块，其中电流检测 电路检测所述级联多电平变换器处于第一导通状态时的第一检测电流，所述级联多电平变 换器处于第二导通状态时的第二检测电流；电压获取模块获取所述级联多电平变换器处于 第一导通状态时所述至少两个转换电路的第一母线电压，W及所述级联多电平变换器处于 第二导通状态时所述至少两个转换电路的第二母线电压，计算模块根据上述参数计算得到 级联多电平变换器的绝缘阻抗。本发明解决了现有技术中只能计算级联多电平变换器中单 一转换电路的绝缘阻抗，无法实现对级联多电平变换器的整体绝缘阻抗进行测量和计算的 问题，从而能够有效避免整体绝缘阻抗过小导致漏电流过大而造成安全隐患。
【附图说明】
[0035] 为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需 要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的 附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可 W根据运些附图得到其他的附图。
[0036]图1是本发明实施例一提供的级联多电平变换器的自检系统的结构示意图一。
[0037] 图2是本发明实施例一提供的级联多电平变换器的自检