[发明专利]电力电子变压器系统的功率模块在线更换控制装置和方法

权利要求书

1.一种电力电子变压器系统的功率模块在线更换控制装置，其特征在于，所述电力电子变压器系统包括多个功率模块，所述多个功率模块的交流输入端依次串联，所述多个功率模块的直流输出端相并联，每个所述功率模块包括变压器及位于所述变压器一次侧的第一AC/DC单元、DC/AC单元和位于所述变压器二次侧的第二AC/DC单元，所述第一AC/DC单元的交流侧作为所述功率模块的交流输入端，所述第一AC/DC单元的直流侧并联有直流母线电容，所述第二AC/DC单元的直流侧作为所述功率模块的直流输出端，所述功率模块在线更换控制装置包括对应每个所述功率模块设置的第一旁路开关、第一辅助电源、第一控制模块、第二旁路开关、第二辅助电源和第二控制模块，其中，对应每个所述功率模块，

所述第一旁路开关并联于所述交流输入端；

所述第一辅助电源与所述第一AC/DC单元的直流侧相连，并分别与所述第一旁路开关和所述第一控制模块相连，以从所述第一AC/DC单元的直流侧取电和为所述第一旁路开关和所述第一控制模块供电；

所述第一控制模块分别与所述第一旁路开关、所述第二控制模块、所述第一AC/DC单元和所述DC/AC单元相连，所述第一控制模块用于在所述功率模块需要更换时控制所述第一旁路开关闭合，并在所述功率模块更换完成，且重新上电后控制所述第一旁路开关断开和向所述第二控制模块发送停止取电指令；

所述第二旁路开关串联于所述直流输出端；

所述第二辅助电源连接到外部电源，并分别与所述第二旁路开关和所述第二控制模块相连，以从所述外部电源取电和为所述第二旁路开关和所述第二控制模块供电；

所述第二控制模块分别与所述第二旁路开关和所述第二AC/DC单元相连，所述第二控制模块用于在所述功率模块需要更换时控制所述第二旁路开关断开，并在所述功率模块更换完成后，控制所述第二旁路开关闭合，并控制更换后的功率模块从所述第二AC/DC单元的直流侧取电以为所述直流母线电容充电，以及根据所述停止取电指令控制更换后的功率模块停止从所述第二AC/DC单元的直流侧取电。

2.根据权利要求1所述的电力电子变压器系统的功率模块在线更换控制装置，其特征在于，所述第二控制模块以定频或定移相角控制更换后的功率模块从所述第二AC/DC单元的直流侧取电。

3.根据权利要求1所述的电力电子变压器系统的功率模块在线更换控制装置，其特征在于，所述电力电子变压器系统为单相系统或三相系统。

4.一种基于权利要求1-3中任一项所述的电力电子变压器系统的功率模块在线更换控制装置的功率模块在线更换控制方法，其特征在于，包括：

在对应的功率模块需要更换时，所述第一控制模块控制所述第一旁路开关闭合，所述第二控制模块控制所述第二旁路开关断开；

在对应的功率模块更换完成后，所述第二控制模块控制所述第二旁路开关闭合，并控制更换后的功率模块从所述第二AC/DC单元的直流侧取电以为所述直流母线电容充电；

在所述直流母线电容的电压升高至一定值时，所述第一辅助电源启动，所述第一控制模块重新上电；

所述第一控制模块控制所述第一旁路开关断开；

所述第一控制模块向所述第二控制模块发送停止取电指令；

所述第二控制模块根据所述停止取电指令控制更换后的功率模块停止从所述第二AC/DC单元的直流侧取电。