專利名稱：一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絪vg控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型涉及電力系統(tǒng)電能質(zhì)量領(lǐng)域，特別涉及采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題日益凸顯。靜止無功發(fā)生器(SVG)作為柔性交流輸電系統(tǒng)和定制電力系統(tǒng)中的新興重要元件，能增強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)的控制能力，并且體積小，調(diào)節(jié)速度快，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓、校正功率因數(shù)、平衡負(fù)荷、濾除諧波等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。鏈?zhǔn)絊VG裝置中，H橋功率模塊是最主要的組成部分，也是最容易發(fā)生故障的部分。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)某一個(gè)功率模塊發(fā)生故障時(shí)，工作人員往往要停機(jī)檢修，這時(shí)候，整個(gè)線路必須處于斷電狀態(tài)，給生產(chǎn)生活帶來了一定的不便，或者故障未及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成整個(gè)電路損壞，所以如何能不切斷電源進(jìn)行檢修，自動(dòng)切除故障H橋單元電路是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能自動(dòng)旁路故障H橋單元電路，保持H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作的采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置。本新型的思路是為了保證H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器的連續(xù)運(yùn)行，該多電平逆變器的每一相采用N+1個(gè)H橋功率模塊。當(dāng)某一個(gè)功率模塊發(fā)生故障時(shí)，將該模塊自動(dòng)旁路，其他N個(gè)功率模塊可繼續(xù)正常工作。工作人員可以不停機(jī)進(jìn)行檢修，確保鏈?zhǔn)絊VG控制裝置連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行?；诖?，本新型設(shè)計(jì)了一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，包括H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于二相電源的二相H橋功率模塊構(gòu)成,其中，在由若干H電橋單元電路組成的每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端的自動(dòng)旁路電路；適于跟蹤所述三相電源的電壓相位并輸出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角d的分相電流獨(dú)立控制電路；與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連的用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角S對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制的脈寬調(diào)制電路。本新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)通過每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路，使H橋功率模塊發(fā)生損壞時(shí)，自動(dòng)旁路故障模塊，無需停機(jī)檢修；(2)脈寬調(diào)制電路調(diào)節(jié)發(fā)生損壞的一相H橋功率模塊的調(diào)制波，有效的避免了諧波產(chǎn)生；(3)通過分相電流獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了三相電源不平衡輸出的補(bǔ)償問題。
為了使本新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1本新型的采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置框圖；圖2本新型的H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3本新型的H電橋單元電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本新型進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例1如圖1-3所示，一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，包括H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，其中，每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；自動(dòng)旁路電路，設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端，且當(dāng)一H電橋單元電路發(fā)生損壞時(shí)，將該H電橋單元電路旁路；適于跟蹤所述三相電源的電壓相位以輸出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J的分相電流獨(dú)立控制電路；與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連的脈寬調(diào)制電路，其用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角S對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制；即，當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在所述分相電流獨(dú)立控制電路采集所述三相電源的電壓相位的采樣周期不變的基礎(chǔ)上，改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。脈寬調(diào)制電路涉及SPWM脈寬調(diào)制法，該方法是指，用一正弦波做調(diào)制波，以F倍于正弦調(diào)制波頻率的三角波做載波進(jìn)行波形比較而產(chǎn)生的一組幅值相等，寬度正比于正弦調(diào)制波的矩形脈沖列來等效正弦波，從而控制開關(guān)器件(即多電平逆變器中的開關(guān)器件)的通斷。本新型采用載波三角波移相SPWM控制和載波三角波層疊式SPWM控制的混合控制算法從整體而言，各H電橋單元電路之間采用載波三角波移相SPWM控制，而單個(gè)H電橋單元電路采用層疊式SPWM控制的方法，這種調(diào)制方法，輸出諧波含量小，開關(guān)頻率低，且能夠很好地解決逆變效率低的問題。載波三角波移相SPWM控制法，是指對(duì)于N個(gè)H電橋單元電路，采用N個(gè)相位不同，但頻率和幅值相同的載波三角波與同一個(gè)正弦調(diào)制波進(jìn)行比較，產(chǎn)生出N組SPWM控制脈沖波形分別去控制N個(gè)H橋，使各個(gè)H電橋單元電路都輸出基波電壓相同的SPWM電壓波形，然后再將這N個(gè)H電橋單元電路輸出的SPWM電壓波形進(jìn)行疊加而合成出SPWM多電平電壓波形。N個(gè)載波三角波的初相位角應(yīng)該依次移開一個(gè)角度，若采用雙極性載波三角波，這個(gè)角度為Ci = ,T/.V ;若是單極性載波三角波，角度為a = 2-/X。載波三角波層疊式SPWM控制法是應(yīng)用比較早的一種多電平逆變器的SPWM調(diào)制法。載波三角波層疊式SPWM調(diào)制法可以分為兩種，即單層層疊式SPWM調(diào)制法和多層層疊式SPWM調(diào)制法，該兩種方法都能達(dá)到本專利的技術(shù)效果。載波三角波單層層疊式SPWM調(diào)制法根據(jù)兩個(gè)三角載波的相位關(guān)系又可分為載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相反)和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相同)。載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法這兩中調(diào)制方法沒有什么優(yōu)劣之分，本新型采用載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法。在載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法中，兩個(gè)載波三角波^!和士:的相位相同。其中^!和七:為橫軸上、下層的載波三角波，七為正弦調(diào)制波。用正弦波與三角波進(jìn)行比較，在正弦波^大于三角波的部分會(huì)產(chǎn)生輸出SPWM脈沖，在正弦波小于三角波的
部分會(huì)產(chǎn)生輸出電壓的零脈沖。由于&￡1與是同相的，也就是說iiCl與iiC:不對(duì)稱于坐標(biāo)
橫軸，所以通過正弦波與三角波的比較，產(chǎn)生的輸出電壓SPWM波形的正半周與負(fù)半軸是不相同的。任取一個(gè)H電橋單元電路進(jìn)行研究，從功率角度分析。其中，為H電橋單元電路的輸出電壓，
權(quán)利要求1.一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，其特征在于包括: H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，其中，在由若干H電橋單元電路組成的每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端的自動(dòng)旁路電路； 適于跟蹤所述三相電源的電壓相位并輸出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角S的分相電流獨(dú)立控制電路； 與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連的用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角3對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制的脈寬調(diào)制電路。
專利摘要本新型涉及一種采用冗余控制的鏈?zhǔn)絊VG控制裝置，包括H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器、分相電流獨(dú)立控制電路、自動(dòng)旁路電路和脈寬調(diào)制電路，多電平逆變器由連接于三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成，每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路；脈寬調(diào)制電路，其用于根據(jù)正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制；本新型通過每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路，使H橋功率模塊發(fā)生損壞時(shí)，自動(dòng)旁路故障模塊，無需停機(jī)檢修。
文檔編號(hào)H02J3/26GK202917960SQ20122050332
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者倪道宏, 章國寶, 祖暉, 黃永明, 林嘯晨 申請(qǐng)人:有能集團(tuán)有限公司, 東南大學(xué)