高压链式SVG功率单元满功率老化试验系统及方法与流程

本发明涉及高压链式svg技术领域，具体涉及一种高压链式svg功率单元满功率老化试验系统及方法。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，传统的静止无功补偿器(svc)逐渐为静止无功发生器(svg)装置所替代。高压链式svg越来越广泛地用于电网和电力用户端，对于提高电网的传输容量、增强电网电压的稳定性以及改善用户电能质量具有重要的作用。在中高压配电网中，链式svg由于其模块化、多电平、低谐波、响应快等优点已得到了较多的工业应用。

目前，市面上常用的1套高压链式svg功率单元数量一般都在几十甚至上百个，调试工作量大。目前最常用的方式是单个功率单元离网逆变，该方式1次只能调试1个功率单元，而且对于电网有一定冲击。2个功率单元离网对拖或并网对拖也比较常见，电网只需要提供有功损耗，但是需要在正常的代码外添加较多的调试代码，比较繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验系统及方法，改动小，接线简单，对电网容量要求低，可简洁高效地进行高压链式svg功率单元满功率老化试验，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验系统，所述高压链式svg功率单元满功率老化试验系统包括：

可调直流电源模块，所述可调直流电源模块用于向svg功率单元模块输送直流电，并调节所输送的直流电电压；

svg功率单元模块，所述svg功率单元模块设置在负载电路模块与可调直流电源模块之间，用于将可调直流电源模块输送来的直流电逆变为交流电后输送给负载电路模块；

负载电路模块，所述负载电路模块在svg功率单元模块逆变电压作用下产生电流；

主控制器，所述主控制器与svg功率单元模块连接，用于对svg功率单元进行控制。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，所述可调直流电源模块包括：

电源，所述电源连接至电网，电源输出端连接至调压器的输入端，用于向调压器输送交流电；

调压器，所述调压器的两端分别与电源和整流电路串联，用于将电源所输送的交流电调压后输送给整流电路；

整流电路，所述整流电路的输出端连接至svg功率单元模块，用于将调压器所输送的交流电整流为直流电输送给svg功率单元模块；

优选地，所述可调直流电源模块还包括：

升压变压器，所述升压变压器设置在调压器和整流电路之间，用于将调压器输出的交流电升压。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，所述整流电路为六脉波不控整流桥，所述六脉波不控整流桥包括有六个二极管，六个所述二极管分别两两串联形成三个二极管组，三个二极管组并联设置，每个二极管组的两个二极管同向串联、且两个二极管之间连接至调压器输出端。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，所述svg功率单元模块包括三个相互并联的svg功率单元，所述svg功率单元用于将可调直流电源模块所输送的直流电逆变为交流电、并产生无功功率，所述svg功率单元输入端均连接至可调直流电源模块的输出端，svg功率单元的输出端向负载电路模块输出交流电。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，所述svg功率单元包括有h桥逆变电路。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，所述负载电路模块包括有一个三极断路器和三个电感，三个所述svg功率单元输出端分别与三极断路器的三路连接，三极断路器的三路分别设有一个电感，三个电感的另一端分别接入三个svg功率单元，形成三个闭合回路。

本发明还提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验方法，所述高压链式svg功率单元满功率老化试验方法包括：

断开负载电路模块，逐渐升高可调直流电源模块的输出电压直到svg功率单元模块开始工作；

接入负载电路模块，逐步升高可调直流电源模块的输出电压，通过主控制器设定调制比控制svg功率单元模块输出逆变电压和逆变电流；

调节可调直流电源的输出电压，至svg功率单元模块达到额定工作电压，调节调制比至输出交流电流达到svg功率单元模块的额定电流。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验方法中，作为优选方案，所述逐渐升高可调直流电源模块的输出电压直到svg功率单元模块开始工作时，还包括：

通过主控制器控制svg功率单元模块输出逆变电压；

监测svg功率单元模块的pwm输出、模拟量采样基本功能是否正常。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验方法中，作为优选方案，通过主控制器控制svg功率单元模块输出逆变电压包括：

通过主控制器将三个svg功率单元的占空比改为频率为50hz，三个svg功率单元的输出相位相差均为120°正弦信号的交流电。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验方法中，作为优选方案，接入负载电路模块后，还包括：

监测svg功率单元模块输出的电压电流波形是否正常；

通过上位机监测特定参数是否正常；其中特定参数包括svg功率单元的igbt温度、直流电压、故障信息，以上数据通过光纤上传至主控制器，随后通过主控制器串口电路上传至上位机。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验系统，本系统对主控制器的改动小，接线简单，对电网容量要求低，可简洁高效地进行高压链式svg功率单元满功率老化试验，提高生产效率；同时在调试过程中，逐步升高直流电压和输出交流电流是为了最大限度降低试验危险性，提前发现各种生产问题，如igbt未涂硅脂、igbt固定螺丝松动、主回路接线松动等，避免直接加额定电压额定电流导致炸机。

本发明还提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验方法，其有益效果与高压链式svg功率单元满功率老化试验系统类似，不再赘述。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统的框架示意图；

图2为本发明实施例的高压链式svg功率单元满功率老化试验方法流程示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图所示，本发明提供了一种高压链式svg功率单元满功率老化试验系统，高压链式svg功率单元满功率老化试验系统包括：可调直流电源模块，可调直流电源模块用于向svg功率模块输送直流电，并调节所输送的直流电电压；svg功率单元模块，svg功率单元模块设置在负载电路模块与可调直流电源模块之间，用于将可调直流电源模块输送来的直流电逆变为交流电后输送给负载电路模块；负载电路模块，负载电路模块在svg功率单元模块逆变电压作用下产生电流；主控制器，主控制器与svg功率单元模块连接，用于对svg功率单元进行控制。svg功率单元模块由主控制器通过光纤控制，主控制器向svg功率单元模块发送占空比和各项参数，svg功率单元模块向主控制器上传功率单元的直流电压、igbt温度、故障等各种信息。主控制器通过串口电路与上位机通信，通过光纤与svg功率单元通信，利用开关量输出电路板控制接触器和断路器，利用开关量输入电路板采集接触器和断路器当前状态，利用模拟量电路板采集电网电压、svg输出电流和系统电流。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，可调直流电源模块包括：电源，所述电源连接至电网，电源输出端连接至调压器的输入端，用于向调压器输送交流电；调压器，所述调压器的两端分别与电源和整流电路串联，用于将电源所输送的交流电调压后输送给整流电路；整流电路，所述整流电路的输出端连接至svg功率单元模块，用于将调压器所输送的交流电整流为直流电输送给svg功率单元模块；优选地，所述可调直流电源模块还包括：升压变压器，所述升压变压器设置在调压器和整流电路之间，用于将调压器输出的交流电升压。当调压器的调压范围无法达到svg功率单元模块的额定电压要求时，增加升压变压器，将经过整流的直流电压升高。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，整流电路为六脉波不控整流桥，所述六脉波不控整流桥包括有六个二极管，六个所述二极管分别两两串联形成三个二极管组，三个二极管组并联设置，每个二极管组的两个二极管同向串联、且两个二极管之间连接至调压器输出端。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，svg功率单元模块包括三个相互并联的svg功率单元，所述svg功率单元用于将可调直流电源模块所输送的直流电逆变为交流电、并产生无功功率，所述svg功率单元输入端均连接至可调直流电源模块的输出端，svg功率单元的输出端向负载电路模块输出交流电。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，svg功率单元包括有h桥逆变电路。h桥逆变电路中设置有电容和4个igbt组成h桥的4个桥臂，四个igbt两两串联形成两个igbt组，两个igbt组均与电容并联。负载电路的输入端和输出端分别接在两个igbt组的中间位置。

在上述的高压链式svg功率单元满功率老化试验系统中，作为优选方案，负载电路模块包括有一个三极断路器和三个电感，三个所述svg功率单元输出端分别与三极断路器的三路连接，三极断路器的三路分别设有一个电感，三个电感的另一端分别接入三个svg功率单元，形成三个闭合回路。

如图1所示，在本发明的示例性实施例中，可调直流电源模块采用调压器和6脉波不控整流桥实现，电源从交流的电源母线上取电，若整流的直流电压不够高，还可以在调压器和六脉波不控整流桥之间串入升压变压器。svg功率单元采用直流侧取电方式，开关电源在dc150v时可稳定工作，svg功率单元额定工作电压为dc800v，额定输出交流电流有效值为230a，开关频率为3khz。三极断路器的额定电流和电压均应大于功率单元输出电流和电压。l1、l2、l3电感值均为1.5mh，在50hz频率下感抗约为0.471ω。

本发明还提供一种高压链式svg功率单元满功率老化试验方法，高压链式svg功率单元满功率老化试验方法包括以下步骤：

步骤s201、断开负载电路模块。通过控制三极断路器的开闭，控制负载电路模块是否接入。

步骤s202、逐渐升高可调直流电源模块的输出电压直到svg功率单元模块开始工作。

步骤s203、通过主控制器控制svg功率单元模块输出逆变电压。通过主控制器将三个svg功率单元的占空比改为频率为50hz，三个svg功率单元的输出相位相差均为120°正弦信号的交流电。

步骤s204、监测svg功率单元模块的pwm输出、模拟量采样等基本功能是否正常。

步骤s205、接入负载电路模块。通过控制三极断路器的开闭，控制负载电路模块是否接入。

步骤s206、逐步升高可调直流电源模块的输出电压。

步骤s207、通过主控制器设定调制比来控制svg功率单元模块输出的逆变电压。

步骤s208、监测svg功率单元模块输出的电压电流波形和温升是否正常。同时通过上位机监测特定参数是否正常；其中特定参数包括svg功率单元的igbt温度、直流电压、故障信息等，以上数据通过光纤上传至主控制器，随后通过主控制器串口电路上传至上位机。

步骤s209、调节可调直流电源的输出电压，至svg功率单元模块达到额定工作电压，调节调制比至输出交流电流达到svg功率单元模块的额定电流。维持该状态，持续运行8小时，定时记录功率单元温度。

在本发明高压链式svg功率单元满功率老化试验方法的示例性实施例中，具体操作如下：

步骤1，断开负载电路模块，调节可调直流电源，从dc0v升到dc150v，通过主控制器设定调制比m＝0.1，控制svg功率单元输出逆变电压，此时svg功率单元输出交流电压有效值理论上应为10.6v，考虑到pwm死区和实际元件不理想，svg功率单元输出交流电压有效值略低于10.6v。

主控制器代码将3个svg功率单元的占空比改为频率为50hz，相位依次相差120°的正弦信号，信号幅值即调制比m通过上位机进行修改。可调直流电源的输出电压为udc。功率单元输出交流电压有效值为m*udc/sqrt(2)，svg功率单元输出交流电流有效值为m*udc/sqrt(2)/0.471。

步骤2，闭合负载电路模块，通过主控制器设定调制比m＝0.1，控制svg功率单元输出逆变电压，此时svg功率单元输出交流电压有效值理论上应为10.6v，svg功率单元输出交流电流有效值为22.5a。逐步升高可调直流电源模块电压，通过主控制器给定合适的调制比控制svg功率单元输出逆变电压，直流电压和输出交流电流随之升高，期间观测电压电流波形、上位机各项显示和温升是否正常。

步骤3，调节可调直流电源的输出电压至功率单元额定工作电压dc800v，调节调制比至输出交流电流达到svg额定电流ac230a，此时调制比m应略高于0.191。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。