一种应对混合MMC子模块故障的控制系统技术方案

技术编号:21009680 阅读:49 留言:0更新日期:2019-04-30 23:42
一种应对混合MMC子模块故障的控制系统,包括:电压采集模块、电流采集模块、比较器、逻辑控制器和按键输入模块;所述电压采集模块和电流采集模块的输入端分别与混合MMC连接,输出端分别与比较器的输入端连接;所述比较器的输入端还与所述按键输入模块连接;所述逻辑控制器包括:或门电路,所述或门电路的输入端与所述比较器的输出端连接,所述或门电路的输出端与所述混合MMC连接,用于控制混合MMC。本实用新型专利技术提供了一种应对混合MMC中子模块故障的控制系统,为后续子模块控制系统的改进提供了基础。

A Control System for Faults of Hybrid MMC Submodules

A control system to deal with the faults of hybrid MMC sub-modules includes: voltage acquisition module, current acquisition module, comparator, logic controller and key input module; the input end of the voltage acquisition module and current acquisition module is connected with hybrid MMC respectively, and the output end is connected with the input end of the comparator respectively; the input end of the comparator is also connected with the key input module. The logic controller includes: or gate circuit, the input end of said or gate circuit is connected with the output end of the comparator, and the output end of said or gate circuit is connected with the mixed MMC for controlling the mixed MMC. The utility model provides a control system to deal with the fault of the hybrid MMC neutron module, which provides a basis for the improvement of the subsequent sub-module control system.

【技术实现步骤摘要】
一种应对混合MMC子模块故障的控制系统
本技术涉及柔性直流输电领域,具体涉及一种应对混合MMC子模块故障的控制系统。
技术介绍
近年来,多电平变换技术得到不断推广,并已成功应用在诸如高压直流输电、电力传动、有源滤波、静止同步补偿等工业领域,模块组合多电平变换器(ModularMultilevelConverter,MMC)作为一种新型的多电平拓扑,除了具有传统多电平变换器的优点,模块组合多电平变换器采用模块化结构设计,便于系统扩容和冗余工作;具有不平衡运行能力、故障穿越和恢复能力,系统可靠性高;由于具有公共直流母线,以及扩展性好、波形质量高、变换效率高等技术优点,在柔性直流输电和直流电网领域得到了广泛的应用。相对于单一类型子模块(sub-module,SM)构成的MMC,混合MMC由两种以上的子模块构成,具备更灵活的控制特性和故障穿越能力,呈现出较好的发展前景。但是目前已有的MMC子模块控制系统主要是针对半桥MMC,未涉及混合MMC中多种子模块的相互影响,因此为应对子模块故障,子模块控制系统有待被提出。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本技术提供一种应对混合MMC子模块故障的控制系统,通过参数的输入、参数的采集、比较器和逻辑控制模块的控制混合MMC中的全桥子模块和半桥子模块,基于混合MMC及其中HBSM与FBSM的拓扑图与工作原理,实现应对子模块故障的目的,保证混合MMC及子模块的正常运行。本技术提供的技术方案是:一种应对混合MMC子模块故障的控制系统,包括:电压采集模块、电流采集模块、比较器、逻辑控制器和按键输入模块;所述电压采集模块和电流采集模块的输入端分别与混合MMC连接,输出端分别与比较器的输入端连接;所述比较器的输入端还与所述按键输入模块连接;所述逻辑控制器包括:或门电路,所述或门电路的输入端与所述比较器的输出端连接,所述或门电路的输出端与所述混合MMC连接,用于控制混合MMC。优选的,所述比较器包括:多个输入端和多个输出端,所述按键输入模块包括多个按键;所述比较器的输入端数量、输出端数量和所述按键数量相同。优选的,所述比较器的输入端和输出端的数量分别为3个;所述按键输入模块的按键为3个。优选的,所述比较器的第一输入端分别与所述电压采集模块和所述按键输入模块的第一按键连接,用于比较所述第一运行参数和第一采集参数,并将比较结果通过所述比较器的第一输出端输出;所述比较器的第二输入端分别与所述电流采集模块和所述按键输入模块的第二按键连接,用于比较所述第二运行参数和第二采集参数,并将比较结果通过所述比较器的第二输出端输出;所述比较器的第三输入端与所述按键输入模块的第三按键连接,用于比较第三运行参数和比较器中的阈值,并将比较结果通过所述比较器的第三输出端输出。优选的,所述的控制系统还包括LED指示灯,所述LED指示灯与所述比较器的输出端连接;所述LED指示灯的数量与所述比较器的输出端的数量一致。优选的,所述LED指示灯为3个,所述控制系统还包括3个触发器;所述比较器的第一输出端通过第一触发器与第一LED指示灯相连;所述比较器的第二输出端通过第二触发器与第二LED指示灯相连;所述比较器的第三输出端通过第三触发器与第三LED指示灯相连;基于每个触发器,当接收到的比较结果为1时,所述触发器为导通状态,否则所述触发器为断开状态。优选的,所述混合MMC包括:三相六个桥臂,每个桥臂由一个桥臂电抗和多个数目比例可调的半桥子模块和全桥子模块串联构成;所述电压采集模块和电流采集模块分别与所述混合MMC的任一桥臂连接;所述每个全桥子模块和每个半桥子模块都包含子模块控制器和驱动板;所述或门电路的输出端与所有的子模块控制器和驱动板连接。优选的,所述的控制系统还包括:光纤通信模块和IGBT驱动模块;所述或门电路的输出端通过所述光纤通信模块与所有的子模块控制器连接,用于当所述或门电路输出1时,所述逻辑控制器通过光纤通信模块向混合MMC的所有的子模块控制器发送控制指令,否则所述逻辑控制器继续监测;所述或门电路的输出端通过所述IGBT驱动模块与所有的驱动板连接,用于当所述或门电路输出1时,所述逻辑控制器通过所述IGBT驱动模块向混合MMC的所有的驱动板发送驱动指令,否则所述逻辑控制器继续监测。优选的,所述半桥子模块,包括:绝缘栅极晶体管T1、绝缘栅极晶体管T2、二极管D1、二极管D2、直流电容C、电源以及均压电阻RP;所述绝缘栅极晶体管T1的发射极与所述二极管D1的输入端连接,所述绝缘栅极晶体管T1的集电极与所述二极管D1的输出端连接;所述绝缘栅极晶体管T2的发射极与所述二极管D2的输入端连接,所述绝缘栅极晶体管T2的集电极与所述二极管D2的输出端连接;所述绝缘栅极晶体管T1的集电极与所述绝缘栅极晶体管T2的发射极之间连接所述直流电容C;所述直流电容C、电源和均压电阻RP并联连接。优选的,所述半桥子模块,还包括:旁路开关K1、晶闸管K2、第一驱动板、第二驱动板和子模块控制器;所述绝缘栅极晶体管T1的基极与所述第一驱动板连接;所述绝缘栅极晶体管T2的基极与所述第二驱动板连接;所述旁路开关K1与晶闸管K2并联后所述晶闸管K2的阳极与所述绝缘栅极晶体管T2的发射极,阴极与所述绝缘栅极晶体管T2的集电极连接;所述子模块控制器通过光纤通信分别与旁路开关K1、晶闸管K2的门极、第一驱动板、第二驱动板以及电源相连,用于向旁路开关K1、晶闸管K2、第一驱动板、第二驱动板以及电源发送光纤通信模块的控制指令。优选的,所述全桥子模块,包括:两个对称设置的半桥子模块。优选的,所述的控制系统还包括:与比较器输入端等数量的数模转换模块;每一个数模转换模块连接在按键输入模块和比较器的输入端之间,用于将十进制的输入数据转换为二进制后输出。优选的,所述比较器选择LM339芯片。与最接近的现有技术相比,本技术提供的技术方案具有以下有益效果:本技术提供的技术方案,电压采集模块、电流采集模块、比较器、逻辑控制器和按键输入模块;所述电压采集模块和电流采集模块的输入端分别与混合MMC连接,输出端分别与比较器的输入端连接;所述比较器的输入端还与所述按键输入模块连接;所述逻辑控制器包括:或门电路,所述或门电路的输入端与所述比较器的输出端连接,所述或门电路的输出端与所述混合MMC连接,用于控制混合MMC,提供了一种应对混合MMC中子模块故障的控制系统,为后续子模块控制系统的改进提供了基础。本技术提供的技术方案,当混合MMC中子模块的工作电压及电流数据异常时,通过调整发送至IGBT驱动模块的驱动指令与光纤通信模块的控制指令,保护混合MMC不受损坏。本技术提供的技术方案,可以通过LED显示灯的状态直观的得到产生混合MMC子模块故障的原因。本技术提供的技术方案,可以用于将故障子模块旁路处理电路,通过改变混合MMC中子模块的控制策略,并投入相应数量的冗余子模块,保证混合MMC及半桥子模块与全桥子模块的正常运行。附图说明图1为本技术提供的一种应对混合MMC子模块故障的控制系统示意图;图2为本技术实施例中的混合MMC拓补图;图3为本技术提供的半桥子模块拓扑结构示意图;图4为本技术提供的全桥子模块拓扑结构示意图。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应对混合MMC子模块故障的控制系统,其特征在于,包括:电压采集模块、电流采集模块、比较器、逻辑控制器和按键输入模块;所述电压采集模块和电流采集模块的输入端分别与混合MMC连接,输出端分别与比较器的输入端连接;所述比较器的输入端还与所述按键输入模块连接;所述逻辑控制器包括:或门电路,所述或门电路的输入端与所述比较器的输出端连接,所述或门电路的输出端与所述混合MMC连接,用于控制混合MMC。

【技术特征摘要】
1.一种应对混合MMC子模块故障的控制系统,其特征在于,包括:电压采集模块、电流采集模块、比较器、逻辑控制器和按键输入模块;所述电压采集模块和电流采集模块的输入端分别与混合MMC连接,输出端分别与比较器的输入端连接;所述比较器的输入端还与所述按键输入模块连接;所述逻辑控制器包括:或门电路,所述或门电路的输入端与所述比较器的输出端连接,所述或门电路的输出端与所述混合MMC连接,用于控制混合MMC。2.如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述比较器包括:多个输入端和多个输出端,所述按键输入模块包括多个按键;所述比较器的输入端数量、输出端数量和所述按键数量相同。3.如权利要求2所述的控制系统,其特征在于,所述比较器的输入端和输出端的数量分别为3个;所述按键输入模块的按键为3个。4.如权利要求3所述的控制系统,其特征在于,所述比较器的第一输入端分别与所述电压采集模块和所述按键输入模块的第一按键连接,用于比较第一运行参数和第一采集参数,并将比较结果通过所述比较器的第一输出端输出;所述比较器的第二输入端分别与所述电流采集模块和所述按键输入模块的第二按键连接,用于比较第二运行参数和第二采集参数,并将比较结果通过所述比较器的第二输出端输出;所述比较器的第三输入端与所述按键输入模块的第三按键连接,用于比较第三运行参数和比较器中的阈值,并将比较结果通过所述比较器的第三输出端输出。5.如权利要求4所述的控制系统,其特征在于,还包括LED指示灯,所述LED指示灯与所述比较器的输出端连接;所述LED指示灯的数量与所述比较器的输出端的数量一致。6.如权利要求5所述的控制系统,其特征在于,所述LED指示灯为3个,所述控制系统还包括3个触发器;所述比较器的第一输出端通过第一触发器与第一LED指示灯相连;所述比较器的第二输出端通过第二触发器与第二LED指示灯相连;所述比较器的第三输出端通过第三触发器与第三LED指示灯相连;基于每个触发器,当接收到的比较结果为1时,所述触发器为导通状态,否则所述触发器为断开状态。7.如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,所述混合MMC包括:三相六个桥臂,每个桥臂由一个桥臂电抗和多个数目比例可调的半桥子模块和全桥子模块串联构成;所述电压采集模块和电流采集模块分别与所述混合MMC的任一桥臂连接;所述每个全桥子模块和每个半桥子模块都包含子模块控制器和驱动板...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱良合盛超骆潘钿
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司电力科学研究院
类型:新型
国别省市:广东,44

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