[实用新型]一种电力电子控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到电力电子技术领域，尤其涉及一种电力电子控制装置。

背景技术

随着国家对节能减排、低碳环保理念的大力推广和对新能源产业的重点扶持，市场对光伏、风电等新能源发电、大规模储能以及大容量变频驱动等大功率电力电子变流装置的需求与日俱增。

控制器作为电力电子变流装置的关键部件之一，直接决定了电力电子变流装置的整体性能以及系统可靠性。目前，多功率单元并联运行模式作为大功率电力电子变流装置的重要特点与发展趋势，采用的控制器主要分为集中式和分布式两种。

集中式控制器将信号采集、逻辑故障、运算控制以及PWM脉冲形成集中在一个控制器中，存在柜内走线偏长、接线复杂及易受干扰等缺陷；分布式控制器，其拥有多个控制器，每个控制器承担部分功能，多采用主从控制模式，存在控制器繁多，控制及通讯复杂，成本较高的缺点。此外，现有的控制器普遍是针对特定的电力电子装置进行设计，兼容性和扩展性较差。

公开号为CN 102510092A，公开日为2012年06月20日的中国专利文献公开了一种风电变流器分布式实时控制单元，其特征在于，机侧采样板、网侧采样板和直流采样板就近安装在功率回路采样点，实现就近采样，把模拟量通过AD转换器转换成数字量再通过光纤以串行方式传给控制器，同时接收控制器发送的硬件故障门槛值和控制命令信息；安装在机网侧功率单元的功率控制板接收控制器发送的脉冲信息，进行串并转换和脉冲故障处理，发送给功率元件，实现变流器的控制，同时实时采样功率单元相电流和温度信号，通过AD转换器转换成数字信号后以串行方式发送给控制器。

该专利文献公开的风电变流器分布式实时控制单元，由于实时单元没有设计光纤通讯机制，当在大规模功率单元并联应用场合使用时，容易出现PWM驱动脉冲不一致的情况，致使并联系统之间出现系统环流问题，影响可靠性。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种电力电子控制装置，本实用新型通过模块化设计，易于实现并联功率单元间的并联控制及环流抑制，具有可靠性高，扩展能力强，维护成本低和适用范围广的特点。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电力电子控制装置，包括一个主控板MCU，其特征在于：还包括通过光纤通讯与主控板MCU连接的若干光通讯模拟量输入板OTAI、若干光通讯模拟量输出板OTAO、若干光通讯开关量输入输出板OTDIO和若干光通讯功率单元电路板OTPEBB；

光通讯模拟量输入板OTAI，用于采集测量元件的模拟量信号并进行数模转换，将转换后的数字化信息通过光纤通讯传输至主控板MCU；

光通讯模拟量输出板OTAO，用于获取主控板MCU的模拟量输出信号并进行模数转换后，输出模拟量电平；

光通讯开关量输入输出板OTDIO，用于获取主控板MCU的开关量输出信号并输出，并将检测到的开关量输入信号传输至主控板MCU；

光通讯功率单元电路板OTPEBB，用于获取主控板MCU的PWM输出信号并形成作用于功率单元的PWM脉冲信息，并将检测到的功率单元的故障信号传输至主控板MCU；

主控板MCU，用于获取光通讯模拟量输入板OTAI、光通讯开关量输入输出板OTDIO和光通讯功率单元电路板OTPEBB的信息并进行滤波、控制运算和逻辑处理。

所述光通讯功率单元电路板OTPEBB包括电源模块、FPGA模块、光纤模块和驱动接口模块，FPGA模块将主控板MCU经光纤模块传递过来的控制信息解码后形成PWM脉冲信息，经驱动接口模块传输至功率单元，并将驱动接口模块采集到的功率单元过压、过流和过温故障信号编码后经光纤模块反馈至主控板MCU。

所述光通讯模拟量输入板OTAI包括电源模块、FPGA模块、光纤模块和ADC模块，ADC模块将电压、电流和温度模拟量信号转换为数字量信号后经FPGA模块编码，再通过光纤模块反馈至主控板MCU。

所述光通讯开关量输入输出板OTDIO包括电源模块、FPGA模块、光纤模块和开关量接口模块，FPGA模块将主控板MCU经光纤模块传递过来的开关量输出信息解码后传递至开关量接口模块进行输出，并将开关量接口模块检测到的开关量输入信号编码后通过光纤模块反馈至主控板MCU。