CN102998549A - 基于h桥的单相低电压穿越试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，供用户做模拟单相电网跌落试验。该试验台克服了现有技术的缺点，通过功率单元串联的方式，单相单独输出高压，再进行滤波，且配置单相变压器，可完全模拟电网电压故障状态，并可实现电网频率波动、电压偏移等试验功能。
Description
技术领域
本发明涉及各类并网装置的低压穿越技术，特别是一种基于H桥的单相低电压穿越试验台。
背景技术
现在各类发电装置和无功补偿装置已经非常多的并联在电网上了，如果电网出现瞬时接地等故障，将会导致很多设备会出现故障跳机。例如在风场，电网瞬时接地，风机直接跳机，大面积风机发电跳闸。将会导致电网更大的故障。因此直挂电网的设备为了避免大范围停机，避免对电网的冲击，必须要做低电压、高电压穿越试验，并在电网恢复后，正常运行。
目前都采用基于单相自耦变压器和固态继电器（SSR）实现了一种低成本单相VSG，这电抗器缺点在于精度依靠手动调节线圈，精度无法保证，控制电压精度<5%，无法控制谐波干扰设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台克服了现有技术的缺点，通过功率单元串联的方式，单相单独输出高压，再进行滤波，且配置单相变压器，可完全模拟电网电压故障状态，并可实现电网频率波动、电压偏移等试验功能。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，供用户做模拟单相电网跌落试验。
所述的试验台可实现无干扰0电压穿越。
所述的控制采用闭环电压控制策略，并具有补偿功能。
与现有的电网跌落技术相比，本发明的有益效果是：
1）由于采用功能单元叠加的方法做电网跌落试验，波形效果更好，谐波更少，趋近电网跌落波形；
2）容量可以做到10MW，比通过的电网跌落设备要大很多；
3）可以完全实现模拟单相电网电压跌落波形，并可实现电网频率波动、电压偏移等多相功能。
附图说明
图1是本发明基于H桥的单相低电压穿越试验台结构图；
图2是本发明基于H桥的单相低电压穿越试验台的基本单元结构图；
图3是低压穿越三相电压波形；
图4是功率单元开关状态与电流流向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体内容作进一步详细叙述。
基于H桥的单相低电压穿越试验台，该试验台拓扑结构主要由以下几部分组成：功率单元、高压滤波器和单相配置的变压器。该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，模拟单相电网跌落试验，该试验台可实现单相0电压穿越。所述的试验台可实现无干扰0电压穿越。所述的控制采用闭环电压控制策略，并进行一定补偿功能，在一定程度上缓解了试验台功率不能象电网无穷大的缺陷。
试验台的工作原理是：由移相变压器产生通用的低压交流电，经过三相全桥整流得到稳定的直流电压。此直流电压作为逆变器中的各个功率单元模块的直流侧电压供电电源。逆变器的主要功能是将直流电压转换为交流电压后，经功率单元直接串联，交流高压输出。经过高压滤波器和单相变压器后，供给用户。
见图1、图2，基于H桥的单相低电压穿越试验台，该拓扑由三相构成，每相包括n个功率单元，每个功率单元由移相变压器通过三相全桥整流给功率单元电容供电。功率单元采用H桥结构单元，即标准功率单元，如图2所示。该功率单元由4个IGBT开关器件IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4再并联一个直流电容C组成，每个IGBT开关器件均反方向并联一个二极管。IGBT1与IGBT2的公共端，和IGBT3与IGBT4的公共端做为功率单元的输出端。
基于H桥的单相低电压穿越试验台拓扑，采用通用的级联式方案，通过移相变压器给单元直流母线供电，结合一定的调制方法，产生需要的多电平正弦波。***主要由三相组成，每相由n个功率单元串联而成。三相电的中性线接到一起，另一端通过高压滤波器、 单相变压器接到用户。由于采用单相独立控制，此电压跌落试验台可完全试验各种电压穿越波形。
见图4，控制IGBT的栅极电压使其导通或者关断，可以使单元具有3种不同的电路状态。第一种，如4-1所示，定义IGBT1关断，IGBT2关断，IGBT3关断，IGBT4关断，电流流经4个续流二极管，形成整流电路，此时单元处于充电状态。第二种，如4-2所示，定义IGBT1导通，IGBT2关断，IGBT3关断，IGBT4导通，此时电容处于放电状态。第三种，如4-3所示，定义IGBT2、IGBT4导通、IGBT1、IGBT3关断；或如4-4所示，IGBT1、IGBT3导通、IGBT2、IGBT4关断，此时功率单元处于旁路状态。
功率单元的个数n是由要求输出电压等级决定的。如输出3kV的电网电压对应的n=4；输出6kV的电网电压，对应的n=6或8；输出10kV的电网电压，对应的n=10或12；输出20kV的电网电压，对应的n=20或22；输出35kV的电网电压时，对应的n=36或38。
Claims (3)
1.基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于，该试验台采用单相独立控制的方式，每相由功率单元多级串联，通过电压叠加产生交流高压输出，再经高压滤波器和每相单独配置的变压器，实现模拟单相电网跌落试验。
2.根据权利要求1所述的基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于，所述的试验台可实现无干扰0电压穿越。
3.根据权利要求1所述的基于H桥的单相低电压穿越试验台，其特征在于，所述的控制采用闭环电压控制策略，并具有补偿功能。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2012
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