一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法技术

本发明专利技术公开了一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，涉及电力技术领域，该方法包括以下步骤：（1）创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表；（2）获取H桥三个支路的实际电流关系；（3）根据获取的实际电流关系与列表对比；（4）获得H桥拓扑结构；（5）根据获得的拓扑结构分析H桥状态，该方法能够在只需要测量H桥三个电流关系的情况下通过查表对比分析获得H桥实时、准确的拓扑状态结构，最大限度节省了电流检测装置和控制信号端口资源，降低了成本，还便于系统根据不同的状态做出不同的决策以及便于技术人员对电力电子变压器及时进行维修，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法。
技术介绍
电力电子变压器是近年来随着大功率电力电子技术的发展而逐步发展起来的新型电力变压器，它在实现传统电力变压器变压、隔离和传递能量等基本功能的基础上，还可以实现故障隔离、电能质量控制、分布式直流电源接入等，该技术是未来电力变压器发展的主要方向。电力电子变压器主要由功率开关元件组成，包括主电路、控制电路和驱动电路等几个部分，实际工作中，设计良好的控制电路和驱动电路可靠性较好，但主电路工作时涉及的影响因素众多，是电力电子装置的薄弱环节，其稳定运行能力决定电力电子装置的连续运行能力。在电力电子变压器中，可控H桥结构是使用最多最频繁的功率单元，保证H桥电路的稳定运行就可以大大提高电力电子变压器的可靠性、安全性，为了能够实时、准确了解每个H桥运行的状态，以便于系统根据不同的状态做出不同的决策或便于技术人员对电力电子变压器及时进行维修、更换功率器件，设计一种可以自动识别、分析H桥工作拓扑状态的方法就成为了关键问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，能够在只需要测量H桥三个电流关系的情况下分析并获得H桥的拓扑结构，最大限度节省了电流检测装置和控制信号端口资源，降低了成本提高了工作效率。本专利技术采用如下技术方案：一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表；（2）获取H桥三个支路的实际电流关系；（3）根据获取的实际电流关系与列表对比；（4）获得H桥拓扑结构；（5）根据获得的拓扑结构分析H桥状态。优选的，所述步骤（1）根据：H桥运行状态分别有：全部器件均正常、开关器件或二极管短路、开关器件断路、二极管短路，综合上述状态及其电流规律分别归纳总结得出所述创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表。优选的，所述步骤（1）的对应列表为：表中：所述H桥为：由开关器件T1与二极管D1反向并联而成的第一桥臂S1，由开关器件T2与二极管D2反向并联而成的第二桥臂S2，由开关器件T3与二极管D3反向并联而成的第三桥臂S3，由开关器件T4与二极管D4反向并联而成的第四桥臂S4；其中第一桥臂S1的一端与第二桥臂S2的一端连接，第一桥臂S1的另一端与第三桥臂S3的一端连接；第二桥臂S2的另一端与第四桥臂S4的一端连接，第三桥臂S3的另一端与第四桥臂S4的另一端连接；所述电流关系包括：4个桥臂中任一桥臂的电流i1、H桥输入端其中一个端点的公共电流is、H桥输出端其中一个端点的公共电流iR。本专利技术由于只需要三个电流关系就可以根据列表求得H桥的对应的拓扑结构，不仅降低了硬件成本还能及时准确得出电路的拓扑状态，为系统后续的决策提供了有效保障。附图说明图1为本专利技术实施例提供的电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法的电路结构示意图。具体实施方案以下结合图1和图2对本专利技术实施做进一步详述，一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表。正常情况下，一般H桥运行状态分别有：全部器件均正常、开关器件或二极管短路、开关器件断路、二极管短路，根据上述状态及其电流规律分别归纳总结得出所述创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表，如下表所示。表中：所述H桥为：由开关器件T1与二极管D1反向并联而成的第一桥臂S1，由开关器件T2与二极管D2反向并联而成的第二桥臂S2，由开关器件T3与二极管D3反向并联而成的第三桥臂S3，由开关器件T4与二极管D4反向并联而成的第四桥臂S4；其中第一桥臂S1的一端与第二桥臂S2的一端连接，第一桥臂S1的另一端与第三桥臂S3的一端连接；第二桥臂S2的另一端与第四桥臂S4的一端连接，第三桥臂S3的另一端与第四桥臂S4的另一端连接；所述电流关系包括：4个桥臂中任一桥臂的电流i1、H桥输入端其中一个端点的公共电流is、H桥输出端其中一个端点的公共电流iR。步骤S2、获取H桥三个支路的实际电流关系。在H桥中分别使用电流检测元件获取4个桥臂中任一桥臂的电流i1、H桥输入端其中一个端点的公共电流is、H桥输出端其中一个端点的公共电流iR，然后根据步骤S1创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表列出对应的三个电流关系。步骤S3、根据获取的实际电流关系与列表对比。将步骤S2列出的实际电流关系与步骤S1创建的H桥拓扑结构与电流关系的对应列表中的电流关系一一对比。步骤S4、获得H桥拓扑结构。通过步骤S3将实际电流关系与H桥拓扑结构与电流关系的对应列表中的电流关系一一对比后，再从该列表中找出与电流关系对应的H桥拓扑结构。步骤S5、根据获得的拓扑结构分析H桥状态。通过步骤S4找到对应的H桥拓扑结构后，就可以得到当前H桥的运行拓扑状态，根据H桥工作原理，正常的H桥工作时为对臂上相同器件同时导通或截止，不属于上述情况的拓扑结构则可判定为非正常拓扑结构。假设H桥某一时刻的实际电流关系是：iS>0,i1>0,iR>0,iS=iR，经过查表得出其对应的拓扑是：T1T4，表示在该时刻T1和T4同时导通，即电流从T1流过变压器后从T4流出，从H桥工作原理可知这种拓扑是正常的状态；当H桥某一时刻的实际电流关系是：iS>0,i1>0,iR<0,i1≠iS，经过查表得出其对应的拓扑是：S1T2T3，表示在该时刻S1、T2和T3同时导通，即电流从T2流过变压器后从T3流出，于此同时电流还从S1直接流入T3然后再从T3流出，从H桥工作原理可知桥臂S1发生了短路故障，其他14种状态可以以此类推就可分析出电路的拓扑结构极其运行状态。本专利技术由于只需要三个电流关系就可以根据列表求得H桥的对应的拓扑结构，不仅降低了硬件成本还能及时准确得出电路的拓扑状态，为系统后续的决策提供了有效保障。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表；（2）获取H桥三个支路的实际电流关系；（3）根据获取的实际电流关系与列表对比；（4）获得H桥拓扑结构；（5）根据获得的拓扑结构分析H桥状态。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子变压器H桥拓扑状态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表；（2）获取H桥三个支路的实际电流关系；（3）根据获取的实际电流关系与列表对比；（4）获得H桥拓扑结构；（5）根据获得的拓扑结构分析H桥状态。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤（1）根据：H桥运行状态分别有：全部器件均正常、开关器件或二极管短路、开关器件断路、二极管短路，综合上述状态及其电流规律分别归纳总结得出所述创建H桥拓扑结构与电流关系的对应列表。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤（1）的对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，蒙恩，王斌，周卫，刘路，金庆忍，楚红波，郭敏，王晓明，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，广西电网有限责任公司北海供电局，
类型：发明
国别省市：广西;45