一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法
【专利摘要】本发明提供一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法，包括以下步骤：计算连接电感电流；计算连接电感电流的有功分量和无功分量；计算连接电感的电压和换流器子单元交流端电压；计算连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值；采用PI调节器调节换流器子单元两端电压。本发明提供的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，实现了链式换流器子单元实际工况的试验模拟，一次试验即可满足换流器子单元主电路试验、取能回路试验、采样回路试验及单元控制器功能试验等多项试验，简化试验流程，且可以节省电能损耗，降低批量试验成本。
【专利说明】一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子【技术领域】，具体涉及一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法。
【背景技术】
[0002]广泛应用于大功率电力电子装置的链式换流器由若干完全相同的换流器子单元级联而成。其中，级联子单元采用无差异化配置，每个子单元采用H桥拓扑。链式拓扑结构中，换流单元中电力电子器件工作电压有效箝位于直流电容器电压，避免了电力电子器件串联问题，与此同时，可通过增加级联单元的数目来提高整套 电力电子装置的电压水平，大大简化了高压换流器设计。链式换流器作为无功补偿装置主电路的核心部分，对其试验方法进行深入研究具有重要意义和工程应用价值。
[0003]目前，单一换流器试验通常采用的实验方法是在待测换流器直流侧接二极管整流电路，为换流器提供稳定的直流电压，此时换流器工作于逆变状态；负载侧接电机等感性负载，但是以电机作为负载会吸收电网有功功率，造成电能的浪费。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法，实现了链式换流器子单元实际工况的试验模拟，一次试验即可满足换流器子单元主电路试验、取能回路试验、采样回路试验及单元控制器功能试验等多项试验，简化试验流程。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0006]提供一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法，所述换流器子单元与交流电源、主接触器、旁路接触器、软启动电阻和连接电感共同组成试验主电路；所述交流电源、主接触器、旁路接触器、连接电感和换流器子单元依次连接，所述软启动电阻与旁路接触器并联；所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤1:计算连接电感电流；
[0008]步骤2:计算连接电感电流的有功分量和无功分量；
[0009]步骤3:计算连接电感的电压和换流器子单元交流端电压；
[0010]步骤4:计算连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值；
[0011]步骤5:采用PI调节器调节换流器子单元两端电压。
[0012]所述步骤I中，设连接电感电流与交流电源电压的相角为供，具体有:
[0013]
I1 (,) = Iliil χ?η{(-- + φ) -11 m (sin cot cos φ + cos (Ot sin φ)(I)
[0014]其中，iL(t)为t时刻连接电感电流，ILm为连接电感的电流峰值；ω为角速度。
[0015]所述步骤2中，连接电感电流的有功分量与交流电源电压同相，其无功分量与交流电压相差90度,于是有:
【权利要求】
1.一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述换流器子单元与交流电源、主接触器、旁路接触器、软启动电阻和连接电感共同组成试验主电路；所述交流电源、主接触器、旁路接触器、连接电感和换流器子单元依次连接，所述软启动电阻与旁路接触器并联；所述方法包括以下步骤: 步骤1:计算连接电感电流； 步骤2:计算连接电感电流的有功分量和无功分量； 步骤3:计算连接电感的电压和换流器子单元交流端电压； 步骤4:计算连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值； 步骤5:采用PI调节器调节换流器子单元两端电压。
2.根据权利要求1所述的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述步骤I中，设连接电感电流与交流电源电压的相角为P，具体有:
3.根据权利要求1所述的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述步骤2中，连接电感电流的有功分量与交流电源电压同相，其无功分量与交流电压相差90度，于是有:
4.根据权利要求1所述的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述步骤3中，假定电流从旁路接触器至换流器子单元流经连接电感方向为正，可得:
5.根据权利要求1所述的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述步骤4中，连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值表示为:
ILpref = KplX (Uref-Udc)+Kil X f (Uref-UJdt (10)
ILqref — Kp2X (Iref-^Lq)+Kj2 ^ 丁 ^Tef-^Lq)(11) 其中，和I_f分别为连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值，Kpl和Kp2均为所述PI调节器的调节系数，Uref和Udc分别为换流器子单元直流电压目标值和测量值，Iref为连接电感电流的有功分量目标值，Kil和Ki2均为PI调节器的积分系数。
6.根据权利要求1所述的换流器子单元全工况闭环控制试验方法，其特征在于:所述步骤5中，根据计算出的连接电感电流的有功分量参考值和无功分量参考值，采用PI调节器调节换流器子单元两端电压，从而改变换流器子单元的输入电流。
【文档编号】G01R31/40GK104007398SQ201410259635
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】周娜, 宗波, 乔尔敏, 蔡博, 康伟, 雷晰 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院