[发明专利]一种电网模拟装置及其高频谐波电流控制方法

说明书

本发明提供一种电网模拟装置及其高频谐波电流控制方法，该电网模拟装置将谐波发生单元与基波发生单元改为并联形式，其中，基波发生单元输出基波电压，并提供负载所需的基波电流；而谐波发生单元用于注入谐波电流，在第一电抗器上产生压降，形成谐波电压，叠加到基波电压上。进而，本发明提供的该电网模拟装置，其谐波发生单元中不再需要流过负载电流，即便满载条件下，也不会带来较大的谐波发生单元开关损耗，可以优化热设计。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种电网模拟装置及其高频谐波电流控制方法。

背景技术

现有的电网模拟装置，为满足高压输出，往往采用单元级联架构，如图1所示。由于电网模拟装置不仅需要输出基波电压，还要输出对应的谐波电压，因此，现有方案是将所有单元分为基波发生单元和谐波发生单元。

其中，基波发生单元的开关频率较低，而谐波发生单元的开关频率较高。但由于谐波发生单元与基波发生单元呈串联形式，因此谐波发生单元也需要流过负载电流。所以，在满载条件下，谐波发生单元的开关损耗较大，热设计困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电网模拟装置及其高频谐波电流控制方法，以减小谐波发生单元的输出电流，进而减小损耗，优化热设计。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种电网模拟装置，包括：变压器、基波发生单元、谐波发生单元以及第一电抗器；其中：

所述基波发生单元取电于所述变压器的相应副边绕组；

所述基波发生单元的输出端通过所述第一电抗器，与所述谐波发生单元的输出端并联连接，连接点作为所述电网模拟装置的输出端。

可选的，所述谐波发生单元，包括：

一个三相输出的功率变换器；或者，

三个单相输出且通过输出侧一极实现星形连接的功率变换器；又或者，

至少两个第一变换模块；所述第一变换模块包括三个单相输出的功率变换器，各所述第一变换模块的对应相分别级联，各相级联后的一端互连，另一端作为所述谐波发生单元的输出端。

可选的，所述功率变换器为AC/AC变换器，且所述谐波发生单元取电于：所述变压器中另外的相应副边绕组，或者，另一变压器的相应副边绕组。

可选的，所述功率变换器为DC/AC变换器，且所述DC/AC变换器的直流侧正负极之间设置有母线电容。

可选的，所述母线电容并联连接有泄放电路。

可选的，所述谐波发生单元输出的基波电压低于所述基波发生单元的输出电压时：

所述谐波发生单元的输出端，与所述电网模拟装置的输出端之间，还设置有：双绕组变压器；

或者，所述谐波发生单元的输出端，所述第一电抗器远离所述基波发生单元的一侧，以及，所述电网模拟装置的输出端之间，还设置有：三绕组变压器。

可选的，所述谐波发生单元的输出端，与相应变压器之间，还设置有第二电抗器。

可选的，所述基波发生单元，包括：至少两个第二变换模块；

所述第二变换模块包括三个单相输出且分别取电于所述变压器中相应副边绕组的AC/AC变换器；

各所述第二变换模块的对应相分别级联，各相级联后的一端互连，另一端作为所述基波发生单元的输出端。

本发明第二方面还提供了一种电网模拟装置的高频谐波电流控制方法，所述电网模拟装置为如上述第一方面任一段落所述的电网模拟装置；所述高频谐波电流控制方法包括：