[发明专利]级联型变流器工况模拟的最近电平逼近控制信号生成方法

说明书

本发明公开了一种级联型变流器工况模拟的最近电平逼近控制信号生成方法，包括：采用电流采样模块测量电流发生器生成的测试电流信号，并发送至所述信号调制单元；采用电压采样模块测量被测子模块的电容电压信号，并发送至所述信号调制单元；级联型变流器系统参数模型模块根据实际级联型变流器系统参数及运行工况，向所述信号调制单元输出参考电压信号；所述信号调制单元根据上述的测试电流信号、电容电压信号及参考电压信号，自动生成被测子模块在给定工况下的最近电平逼近控制信号，并同时实现被测子模块的电容电压的自平衡。通过本发明，可降低控制器的存储容量要求，同时提高了测试结果精度。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及级联型变流器工况模拟测试在采用最近电平逼近调制时的控制信号生成方法。

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，因此难以直接采用最近电平逼近调制生成被测子模块所需的控制信号。现有的工况模拟测试系统中被测子模块的控制信号多直接设置为仿真系统提供的数据，但这种方法极大地增加了在长时间老化测试中对控制器存储数据的要求。另一方面，直接给定的控制信号影响了被测子模块控制的灵活性，使得子模块电容电压难以均衡，也难以反映出最近电平逼近调制中选择、排序的基本特征。

经检索，中国发明专利申请的申请号：201710367493.6，发明名称：一种电平逼近方法、电平逼近装置及控制装置，其中，电平逼近方法应用于级联H桥变流器。所述级联H桥变流器包括多个串联的子模块，所述方法包括：获取各所述子模块中电容的第一电压值以及各所述子模块的最大功率点对应的第二电压值；针对每一个所述子模块，根据所述第一电压值和第二电压值按照预设规则生成控制信息；根据所述控制信息控制对应的子模块的工作状态。通过上述方法，可以对各子模块单独进行控制，解决现有技术中因对各子模块进行统一的电压调控而导致各子模块之间存在难以适配的问题。

但是上述专利仍旧无法解决上述问题，因此，亟需提出一种有效的最近电平逼近控制信号生成方法，能够准确反映设定工况运行特性的同时保证测试过程中被测子模块电容的稳定。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种级联型变流器工况模拟的最近电平逼近控制信号生成方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的第一方面，提供一种级联型变流器工况模拟装置的信号调制单元，包括：电容均压模块、选择排序模块以及若干虚拟子模块；其中：

所述电容均压模块，生成级联型变流器工况模拟的调节电压信号，并输出到所述选择排序模块；

所述选择排序模块，根据所述电容均压模块生成的调节电压信号、级联型变流器工况模拟装置的级联型变流器系统参数模型模块输出的桥臂参考电压信号、采集得到的被测子模块的电容电压信号以及所述虚拟子模块输出的电容电压信号，采用选择排序算法，生成被测子模块及所述虚拟子模块中各开关器件的控制信号；

所述虚拟子模块，输入端接收级联型变流器工况模拟的测试电流信号，并对其进行处理后，最终输出各虚拟子模块的电容电压信号，该电容电压信号传给所述选择排序模块，用于帮助实现最近电平逼近调制特征，其中，

所述虚拟子模块在控制周期内：将所述级联型变流器工况模拟的测试电流信号乘以级联型变流器中子模块的等效电容倒数，然后对乘以等效电容倒数的测试电流信号进行积分运算，再将积分运算的测试电流信号乘以所述选择排序模块输出的各虚拟子模块中开关器件的控制信号，最终结果输出作为各虚拟子模块的电容电压信号。