专利名称：一种采用冗余控制的链式svg控制装置的制作方法
技术领域：
本新型涉及电力系统电能质量领域，特别涉及采用冗余控制的链式SVG控制装置。
背景技术：
随着电力工业的迅猛发展，电力系统安全稳定问题日益凸显。静止无功发生器(SVG)作为柔性交流输电系统和定制电力系统中的新兴重要元件，能增强对电力系统的控制能力，并且体积小，调节速度快，在调节系统电压、校正功率因数、平衡负荷、滤除谐波等方面具有很大的优势。链式SVG装置中，H桥功率模块是最主要的组成部分，也是最容易发生故障的部分。在现有技术中，当某一个功率模块发生故障时，工作人员往往要停机检修，这时候，整个线路必须处于断电状态，给生产生活带来了一定的不便，或者故障未及时发现造成整个电路损坏，所以如何能不切断电源进行检修，自动切除故障H桥单元电路是本领域的技术难题。
实用新型内容本新型要解决的技术问题是提供一种能自动旁路故障H桥单元电路，保持H电桥多联型多电平逆变器正常工作的采用冗余控制的链式SVG控制装置。本新型的思路是为了保证H电桥多联型的多电平逆变器的连续运行，该多电平逆变器的每一相采用N+1个H桥功率模块。当某一个功率模块发生故障时，将该模块自动旁路，其他N个功率模块可继续正常工作。工作人员可以不停机进行检修，确保链式SVG控制装置连续稳定运行。基于此，本新型设计了一种采用冗余控制的链式SVG控制装置。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种采用冗余控制的链式SVG控制装置，包括H电桥多联型的多电平逆变器，其由连接于二相电源的二相H桥功率模块构成,其中，在由若干H电桥单元电路组成的每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路；设于各H电桥单元电路的输出端的自动旁路电路；适于跟踪所述三相电源的电压相位并输出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角d的分相电流独立控制电路；与所述分相电流独立控制电路相连的用于根据所述正弦调制波的调制比M和相位角S对各H电桥单元电路之间采用的载波三角波移相SPWM进行控制的脉宽调制电路。本新型具有以下优点(I)通过每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路，使H桥功率模块发生损坏时，自动旁路故障模块，无需停机检修；(2)脉宽调制电路调节发生损坏的一相H桥功率模块的调制波，有效的避免了谐波产生；(3)通过分相电流独立控制实现了三相电源不平衡输出的补偿问题。
为了使本新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本新型作进一步详细的说明，其中图1本新型的采用冗余控制的链式SVG控制装置框图；图2本新型的H电桥多联型的多电平逆变器的电路结构图；图3本新型的H电桥单元电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本新型进行详细说明实施例1如图1-3所示，一种采用冗余控制的链式SVG控制装置，包括H电桥多联型的多电平逆变器，其由连接于三相电源的三相H桥功率模块构成，其中，每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路；自动旁路电路，设于各H电桥单元电路的输出端，且当一H电桥单元电路发生损坏时，将该H电桥单元电路旁路；适于跟踪所述三相电源的电压相位以输出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角J的分相电流独立控制电路；与所述分相电流独立控制电路相连的脉宽调制电路，其用于根据所述正弦调制波的调制比M和相位角S对各H电桥单元电路之间采用的载波三角波移相SPWM进行控制；即，当损坏的H电桥单元电路旁路后，该脉宽调制电路适于在所述分相电流独立控制电路采集所述三相电源的电压相位的采样周期不变的基础上，改变该损坏的H电桥单元电路所在的一相H桥功率模块的所述载波三角波移相SPWM的载波频率，以获得与该相H桥功率模块中剩余的H电桥单元电路数量相对应的载波三角波移相SPWM的脉冲调制波形。脉宽调制电路涉及SPWM脉宽调制法，该方法是指，用一正弦波做调制波，以F倍于正弦调制波频率的三角波做载波进行波形比较而产生的一组幅值相等，宽度正比于正弦调制波的矩形脉冲列来等效正弦波，从而控制开关器件(即多电平逆变器中的开关器件)的通断。本新型采用载波三角波移相SPWM控制和载波三角波层叠式SPWM控制的混合控制算法从整体而言，各H电桥单元电路之间采用载波三角波移相SPWM控制，而单个H电桥单元电路采用层叠式SPWM控制的方法，这种调制方法，输出谐波含量小，开关频率低，且能够很好地解决逆变效率低的问题。载波三角波移相SPWM控制法，是指对于N个H电桥单元电路，采用N个相位不同，但频率和幅值相同的载波三角波与同一个正弦调制波进行比较，产生出N组SPWM控制脉冲波形分别去控制N个H桥，使各个H电桥单元电路都输出基波电压相同的SPWM电压波形，然后再将这N个H电桥单元电路输出的SPWM电压波形进行叠加而合成出SPWM多电平电压波形。N个载波三角波的初相位角应该依次移开一个角度，若采用双极性载波三角波，这个角度为Ci = ,T/.V ;若是单极性载波三角波，角度为a = 2-/X。载波三角波层叠式SPWM控制法是应用比较早的一种多电平逆变器的SPWM调制法。载波三角波层叠式SPWM调制法可以分为两种，即单层层叠式SPWM调制法和多层层叠式SPWM调制法，该两种方法都能达到本专利的技术效果。载波三角波单层层叠式SPWM调制法根据两个三角载波的相位关系又可分为载波三角波反相单层层叠SPWM调制法(两个载波三角波的相位相反)和载波三角波同相单层层叠SPWM调制法(两个载波三角波的相位相同)。载波三角波反相单层层叠SPWM调制法和载波三角波同相单层层叠SPWM调制法这两中调制方法没有什么优劣之分，本新型采用载波三角波同相单层层叠SPWM调制法。在载波三角波同相单层层叠SPWM调制法中，两个载波三角波^!和士:的相位相同。其中^!和七:为横轴上、下层的载波三角波，七为正弦调制波。用正弦波与三角波进行比较，在正弦波^大于三角波的部分会产生输出SPWM脉冲，在正弦波小于三角波的
部分会产生输出电压的零脉冲。由于&￡1与是同相的，也就是说iiCl与iiC:不对称于坐标
横轴，所以通过正弦波与三角波的比较，产生的输出电压SPWM波形的正半周与负半轴是不相同的。任取一个H电桥单元电路进行研究，从功率角度分析。其中，为H电桥单元电路的输出电压，
权利要求1.一种采用冗余控制的链式SVG控制装置，其特征在于包括: H电桥多联型的多电平逆变器，其由连接于三相电源的三相H桥功率模块构成，其中，在由若干H电桥单元电路组成的每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路；设于各H电桥单元电路的输出端的自动旁路电路； 适于跟踪所述三相电源的电压相位并输出所述脉宽调制电路所需的正弦调制波的调制比M和相位角S的分相电流独立控制电路； 与所述分相电流独立控制电路相连的用于根据所述正弦调制波的调制比M和相位角3对各H电桥单元电路之间采用的载波三角波移相SPWM进行控制的脉宽调制电路。
专利摘要本新型涉及一种采用冗余控制的链式SVG控制装置，包括H电桥多联型的多电平逆变器、分相电流独立控制电路、自动旁路电路和脉宽调制电路，多电平逆变器由连接于三相电源的三相H桥功率模块构成，每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路；脉宽调制电路，其用于根据正弦调制波的调制比M和相位角对各H电桥单元电路之间采用的载波三角波移相SPWM进行控制；本新型通过每相H桥功率模块中增设至少一个备用H电桥单元电路，使H桥功率模块发生损坏时，自动旁路故障模块，无需停机检修。
文档编号H02J3/26GK202917960SQ20122050332
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者倪道宏, 章国宝, 祖晖, 黄永明, 林啸晨 申请人:有能集团有限公司, 东南大学