一种用于级联式高压变频器老化测试的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，包括以下步骤：A）高压变频器通过电抗器L1与场内高压电网GRID相连，平衡高压电频器与高压电网GRID之间的电压压降；B）设定电压、电流的采样点分别位于高压变频器的进线端及输出端；C）对高压变频器的进线端电压e

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压变频器，特别是一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略。
技术介绍
高压变频器，尤其是大容量高压变频器存在测试复杂、测试危险、工序繁琐等问题，且对测试平台要求很高，以往的测试不能满足满功率的运行，也不能达到老化的目的，往往仅进行小电流的带电机测试后发到工程现场验证，严重制约了产品调试、出品质量。目前用的最多是专门采用一台四象限的高压变频器和测试机进行背对背测试，但由于测试复杂、控制系统要求高、损耗较大；不同容量段时，对四象限的高压变频器要求不同，不具备通用性，且老化时间不能过长，也不能很好地验证整个系统性能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在解决不同容量段下的高压变频器控制逻辑的测试以及变频器并网功能的测试等，为实现高压变频器满载及老化运行奠定技术基础等。本专利技术采用的技术方案是：一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，包括以下步骤：A）高压变频器通过电抗器L1与场内高压电网GRID相连，平衡高压电频器与高压电网GRID之间的电压压降；B）设定电压、电流的采样点分别位于高压变频器的进线端及输出端，分别采集三相电压信号ea、eb、ec和三相电流信号ia、ib、ic；C）对高压变频器的进线端电压ea、eb、ec进行锁相，得到电网电压的相位θ；D）将三相电流信号ia、ib、ic经过等量3s/2r变换至dq坐标系，得到id、iq作为电流环的反馈量；设定Id_ref为有功电流给定值，Iq_ref为无功电流给定值；给定值Id_ref与反馈量id的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间iq的耦合值以及电网电压d轴正序分量ed，计入到PI调节后的输出量Ud上;给定值Iq_ref与反馈量iq的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间id的耦合值以及电网电压q轴正序分量eq，计入到PI调节后的输出量Uq上;E)将Ud、Uq按照公式e（jθ）在dq/αβ坐标系下进行变换，输出空间电压矢量Uα、Uβ；F）SVPWM模块采用移向方式对级联式高压变频器的每一级全桥模块进行调制，单级全桥模块的调制方法为：根据αβ坐标系下空间电压矢量Uα、Uβ合成空间电压矢量指令，根据空间电压矢量处于不同的区间，输出高压变频器功率开关电路中三相模块的PWM导通信号，使实际的空间电压矢量逼近指令电压矢量，以达到电流控制的目的，通过控制开关管的导通与关断，控制开关管侧的输出电流ia、ib、ic。进一步，所述步骤C）的锁相方法为：三相电压传感器采集的电压信号ea、eb、ec经过等量3s/2r变换得到电网电压正序分量ed、eq和负序分量；对正序分量通过一阶滤波器滤掉交流信号，得到网侧电压的正序分量epd、epq；再将正序分量epd、epq进行标幺化处理eq*；将参考值0和实际的eq*相减，得到误差信号，该误差信号再经过PI调节后得到角频率ω*的误差信号，再考虑理论角频率ωgrid*=2πf的前馈作用，即得到网侧电压的实际角频率ω，根据角频率ω经过一阶积分环节后，得到电网电压的相位θ。进一步，所述步骤F）SVPWM模块对级联式高压变频器的移向实现方式为：①先将级联式高压变频器的第一级全桥模块作为基准，全桥模块分为左半桥和右半桥两个半桥系统，而左半桥和右半桥采用导通信号互补的方式，即只需要考虑其中一个半桥即可，此作为级联式模块的基准PWM信号，在DSP中实现；②由于级联式高压变频器的级数不定，且通常都采用移相载波的方式对不同级数的模块导通信号处理，设模块的级数为n，移相角度则为pi/n；由DSP设定模块级数及载波频率，FPGA根据实际需要对载波进行相应的移相，生成适用于级联式高压变频器的SVPWM。所述三相电压信号ea、eb、ec通过三相电压传感器采集，所述三相电流信号ia、ib、ic通过三相电流传感器采集，所述高压变频器由移相变压器整流模块、级联式模块组成，该级联式模块依次连接电抗器L、变压器至电网。本专利技术的有益效果：1：实现级联式高压变频器测试平台的通用化，可满足不同容量段、不同模块等级的变频器；2：实现级联式高压变频器满载测试，全方位地测试变频器的各个模块的性能；3：实现级联式高压变频器老化测试，大大提高了变频器产品质量，出品后可直接在工程现场上电运行；4、整个系统的控制系统可以直接通用，具有普遍性；5、整套控制系统兼容高压变频器的其它功能，不需要再额外扩展资源，有利于测试系统的推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在附图说明前提下，获得的其他设计方案和附图：图1是本专利技术级联式高压变频器试验平台原理图；图2为本专利技术锁相环原理框图；图3为本专利技术变频器系统并网控制策略原理图。具体实施方式参照图1-图3所示，为本专利技术的一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，包括以下步骤：A）高压变频器通过电抗器L1与场内高压电网GRID相连，平衡高压电频器与高压电网GRID之间的电压压降；B）设定电压、电流的采样点分别位于高压变频器的进线端及输出端，分别采集三相电压信号ea、eb、ec和三相电流信号ia、ib、ic；C）对高压变频器的进线端电压ea、eb、ec进行锁相，得到电网电压的相位θ；如图2所示，由于电网侧电压存在三相电压不平衡以及谐波的情况，锁相原理如下：三相电压传感器采集的电压信号ea、eb、ec经过等量3s/2r变换得到电网电压正序分量ed、eq和负序分量；对正序分量通过一阶滤波器滤掉交流信号，得到网侧电压的正序分量epd、epq；再将正序分量epd、epq进行标幺化处理eq*；将参考值0和实际的eq*相减，得到误差信号，该误差信号再经过PI调节后得到角频率ω*的误差信号，再考虑理论角频率ωgrid*=2πf的前馈作用，即得到网侧电压的实际角频率ω，根据角频率ω经过一阶积分环节后，得到电网电压的相位θ。D）将三相电流信号ia、ib、ic经过等量3s/2r变换至dq坐标系，得到id、iq作为电流环的反馈量；设定Id_ref为有功电流给定值，Iq_ref为无功电流给定值；给定值Id_ref与反馈量id的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间iq的耦合值以及电网电压d轴正序分量ed，计入到PI调节后的输出量Ud上;给定值Iq_ref与反馈量iq的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间id的耦合值以及电网电压q轴正序分量eq，计入到PI调节后的输出量Uq上;E)将Ud、Uq按照公式e（jθ）在dq/αβ坐标系下进行变换，输出空间电压矢量Uα、Uβ；F）为提高直流利用率，减少开关次数，采用了SVPWM（空间矢量脉宽调制）调制。SVPWM模块采用移向方式对级联式高压变频器的每一级全桥模块进行调制，单级全桥模块的调制方法为：根据αβ坐标系下空间电压矢量Uα、Uβ合成空间电压矢量指令，根据空间电压矢量处于不同的区间，输出高压变频器功率开关电路中三相模块的PWM导通信号，使实际的空间电压矢量逼近指令电压矢量，以达到电流控制的目的，通过控制开关管的导通与关断，控制开关管侧的输出电流ia、ib、ic。由于上述SVPWM是基于三相半桥、单级模块系统，而级联式高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，其特征在于，包括以下步骤：A）高压变频器通过电抗器L1与场内高压电网GRID相连，平衡高压电频器与高压电网GRID之间的电压压降；B）设定电压、电流的采样点分别位于高压变频器的进线端及输出端，分别采集三相电压信号ea、eb、ec和三相电流信号ia、ib、ic；C）对高压变频器的进线端电压ea、eb、ec进行锁相，得到电网电压的相位θ；D）将三相电流信号ia、ib、ic经过等量3s/2r变换至dq坐标系，得到id、iq作为电流环的反馈量；设定Id_ref为有功电流给定值，Iq_ref为无功电流给定值；给定值Id_ref与反馈量id的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间iq的耦合值以及电网电压d轴正序分量ed，计入到PI调节后的输出量Ud上; 给定值Iq_ref与反馈量iq的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间id的耦合值以及电网电压q轴正序分量eq，计入到PI调节后的输出量Uq上;E)将Ud、Uq按照公式e（jθ）在dq/αβ坐标系下进行变换，输出空间电压矢量Uα、Uβ；F）SVPWM模块采用移向方式对级联式高压变频器的每一级全桥模块进行调制，单级全桥模块的调制方法为：根据αβ坐标系下空间电压矢量Uα、Uβ合成空间电压矢量指令，根据空间电压矢量处于不同的区间，输出高压变频器功率开关电路中三相模块的PWM导通信号，使实际的空间电压矢量逼近指令电压矢量，以达到电流控制的目的，通过控制开关管的导通与关断，控制开关管侧的输出电流ia、ib、ic。...

【技术特征摘要】
1.一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，其特征在于，包括以下步骤：A）高压变频器通过电抗器L1与场内高压电网GRID相连，平衡高压电频器与高压电网GRID之间的电压压降；B）设定电压、电流的采样点分别位于高压变频器的进线端及输出端，分别采集三相电压信号ea、eb、ec和三相电流信号ia、ib、ic；C）对高压变频器的进线端电压ea、eb、ec进行锁相，得到电网电压的相位θ；D）将三相电流信号ia、ib、ic经过等量3s/2r变换至dq坐标系，得到id、iq作为电流环的反馈量；设定Id_ref为有功电流给定值，Iq_ref为无功电流给定值；给定值Id_ref与反馈量id的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间iq的耦合值以及电网电压d轴正序分量ed，计入到PI调节后的输出量Ud上;给定值Iq_ref与反馈量iq的差值作为PI调节的输入量，考虑电流dq轴之间id的耦合值以及电网电压q轴正序分量eq，计入到PI调节后的输出量Uq上;E)将Ud、Uq按照公式e（jθ）在dq/αβ坐标系下进行变换，输出空间电压矢量Uα、Uβ；F）SVPWM模块采用移向方式对级联式高压变频器的每一级全桥模块进行调制，单级全桥模块的调制方法为：根据αβ坐标系下空间电压矢量Uα、Uβ合成空间电压矢量指令，根据空间电压矢量处于不同的区间，输出高压变频器功率开关电路中三相模块的PWM导通信号，使实际的空间电压矢量逼近指令电压矢量，以达到电流控制的目的，通过控制开关管的导通与关断，控制开关管侧的输出电流ia、ib、ic。2.根据权利要求1所述的一种用于级联式高压变频器老化测试的控制策略，其特征在于:所述步骤C）的锁相方法为：三相电压传感器采集的电压信号ea、eb...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈守信，黄顺杭，梁国陶，吕崇，刘敏涛，
申请(专利权)人：广东明阳龙源电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44