[发明专利]级联型变流器工况模拟的电流畸变消除系统及方法

说明书

本发明提供了一种级联型变流器工况模拟的电流畸变消除系统及方法，包括：电流发生器，用于提供测试电流和直流电源电压，并发送至电流控制器；同时，接收电流控制器生成的内部开关器件控制信号；测试模块组，用于提供测试桥臂的端口电压，并发送至电流控制器；电压控制器，用于提供测试桥臂的调制电压，并发送至电流控制器；电流控制器，根据测试电流、直流电源电压、端口电压和调制电压，并生成电流发生器的内部开关器件控制信号，并输出至电流发生器，通过动态补偿最近电平逼近控制引入的电压误差，将阶梯波的桥臂电压补偿为正弦波，从而消除测试电流的畸变，改善测试电流波形。通过本发明可以明显改善电流控制效果，提高测试精度。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种级联型变流器工况模拟的电流畸变消除系统及方法。

背景技术

近年来，级联型变流器由于其模块化、易拓展、低纹波等特性，在中高压大功率场受到了广泛应用及关注。然而，随着级联型变流器电压等级与容量的不断提升，级联型变流器的子模块数量也将变得十分庞大，而级联型变流器的可靠性也主要取决于子模块的可靠性。为保证级联变流器系统的可靠运行，其子模块的验证和测试变得非常重要。

目前，级联型变流器主要调制方法是最近电平逼近调制，但由于工况模拟测试电路中大多仅设置单个或少量的被测子模块，导致实际测试过程中由若干被测子模块构成的测试桥臂的输出电压呈现电平数较少的阶梯波形，输出电压的频繁阶跃不可避免地造成电流发生器出口电压的剧烈变化，并进一步作用于电流控制器，造成测试电流的严重畸变。因此，亟需提出一种有效的电流畸变消除方法，能够消除桥臂电压阶跃带来的影响，改善测试电流波形，并使被测子模块的运行工况更接近实际系统。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种级联型变流器工况模拟的电流畸变消除系统及方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种级联型变流器工况模拟的电流畸变消除系统，包括：

电流发生器，该电流发生器用于提供测试电流和直流电源电压，并发送至电流控制器；同时，接收电流控制器生成的内部开关器件控制信号；

测试模块组，该测试模块组用于提供测试桥臂的端口电压，并发送至电流控制器；

电压控制器，该电压控制器用于提供测试桥臂的调制电压，并发送至电流控制器；

电流控制器，该电流控制器根据所述测试电流、所述直流电源电压、所述端口电压和所述调制电压，并生成电流发生器的内部开关器件控制信号，并输出至电流发生器。

优选地，所述电流发生器包括至少一个全桥电路，其中每一个全桥电路的两个桥臂分别接收独立的内部开关器件控制信号。

优选地，所述测试模块组包括两个对应不同运行工况的测试桥臂，其中每一个测试桥臂均包括若干个串联连接的被测子模块，且同一测试桥臂内部被测子模块均对应同一种运行工况。

优选地，所述测试模块组中的测试桥臂可以在不改变电气连接关系的情况下任意改变组合方式，即进行重新组合或拆分；而测试桥臂内部子模块可以在不改变电气连接关系的情况下任意改变排列方式，上述改变均不影响测试电路的基本特征。

优选地，所述电流控制器包括：

前馈控制器，该前馈控制器接收所述测试模块组输出的测试桥臂的端口电压以及所述电压控制器输出的测试桥臂的调制电压，并生成补偿电压；

PIR控制器，该PIR控制器接收所述电流发生器输出的测试电流以及通过外部输入的参考电流，并生成调节电压；