用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，属于电气自动化设备技术领域。包括N‑1台双向隔离型直流稳压电源；第K台双向隔离型直流稳压电源的左侧直流正极端和负极端分别连接到第K台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极和负极；其右侧直流正极端和负极端分别连接到第K+1台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极和负极；每台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极和负极作为该功率模块的控制电源。本装置可为每一个功率模块提供多冗余的控制电源，大幅度提高功率模块控制电源可靠性，使得被旁路的功率模块的旁路状态得到持续的监视，从而提高了整个功率模块串联式换流器装置的运行可靠性。

Power Module Receiving Power Supply Device for Power Module Series Converter

The utility model relates to a power module reciprocal power supply device for a power module series converter, belonging to the technical field of electrical automation equipment. Including N_1 bidirectionally isolated DC regulated power supply; K bidirectionally isolated DC regulated power supply's left DC positive and negative extremities are connected to the DC output positive and negative poles of K power module's internal DC isolated regulated power supply respectively; and its right DC positive and negative extremities are connected to the DC output positive poles and negative extremities of K+1 power module's internal DC isolated regulated power supply respectively. Negative pole; the DC output positive and negative poles of the DC isolated voltage stabilized power supply inside each power module are used as the control power supply of the power module. The device can provide redundant control power supply for each power module, greatly improve the reliability of power module control power supply, so that the bypass state of power module by bypass can be continuously monitored, thus improving the operational reliability of the whole power module series converter device.

【技术实现步骤摘要】
用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置
本技术涉及一种用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，属于电气自动化设备

技术介绍
模块化多电平换流器(又称为MMC换流器)和链式换流器都属于功率模块串联式换流器，其主电路特点是一般由N个(N为大于1的自然数)采用H桥逆变器或半桥逆变器的功率模块串联而成采，可应用于静止同步补偿器、中高压变频器和柔性直流输电装置等。由于功率模块串联式换流器常用于输出较高交流或直流电压的应用场合，其中的功率模块的控制电源一般从其直流侧电容取得。当功率模块因为故障被机械开关或电子开关旁路后，控制电源会因为直流电容放电而失去电源输入，此后功率模块的旁路状态无法得到监控。因此，需要寻找一种多冗余的功率模块控制电源供电方式，以提高功率模块的供电可靠性。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，以克服已有功率模块控制电源的缺点，提高功率模块控制电源的供电可靠性。本技术提出的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，包括：N台功率模块和N-1台双向隔离型直流稳压电源；其中第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的左侧直流正极端L+和负极端L-分别连接到第K台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-；第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的右侧直流正极端R+和负极端R-分别连接到第K+1台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-，K＝1,2…N-1；每台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-作为相应功率模块的控制电源。上述的功率模块互取电电源装置中，所述的双向隔离型直流稳压电源包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第一隔离型DC/DC稳压电源P1和第二隔离型DC/DC稳压电源P2；双向隔离型直流稳压电源的左侧直流正极端L+分别连接到第二二极管D2的阴极以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输入正极I+，双向隔离型直流稳压电源的左侧直流负极端L-分别连接到第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输出负极O-以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输入负极I-；第二二极管D2的阳极连接第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输出正极O+；双向隔离型直流稳压电源的右侧直流正极端R+分别连接到第一二极管D1的阴极以及第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输入正极I+，双向隔离型直流稳压电源的右侧直流负极端R-分别连接到第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输入负极I-以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输出负极O-；第一二极管D1的阳极连接第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输出正极O+。本技术提出的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，其优点是，某一台功率模块在因为自身故障被旁路后，还可以从相邻的两个功率模块取得控制电源，也可以从更多其他相邻的功率模块取得多冗余的控制电源，从而使得被旁路的功率模块的旁路状态得到持续的监视，因此提高了功率模块串联式换流器的运行可靠性。附图说明图1是本技术提出的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置在功率模块串联式换流器换流桥臂中的电路连接图。图2为本技术的工作电源中双向隔离型直流稳压电源的电路原理图。具体实施方式本技术提出的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，其在功率模块串联式换流器换流桥臂中的电路连接图如图1所示，该电源装置包括：N台功率模块和N-1台双向隔离型直流稳压电源；其中第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的左侧直流正极端L+和负极端L-分别连接到第K台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-；第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的右侧直流正极端R+和负极端R-分别连接到第K+1台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-，K＝1,2…N-1；每台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-作为相应功率模块的控制电源。上述的功率模块互取电电源装置中，所述的双向隔离型直流稳压电源电路原理图如图2所示，包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第一隔离型DC/DC稳压电源P1和第二隔离型DC/DC稳压电源P2；双向隔离型直流稳压电源的左侧直流正极端L+分别连接到第二二极管D2的阴极以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输入正极I+，双向隔离型直流稳压电源的左侧直流负极端L-分别连接到第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输出负极O-以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输入负极I-；第二二极管D2的阳极连接第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输出正极O+；双向隔离型直流稳压电源的右侧直流正极端R+分别连接到第一二极管D1的阴极以及第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输入正极I+，双向隔离型直流稳压电源的右侧直流负极端R-分别连接到第一隔离型DC/DC稳压电源P1的直流输入负极I-以及第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输出负极O-；第一二极管D1的阳极连接第二隔离型DC/DC稳压电源P2的直流输出正极O+。本技术的工作电源中，使用的隔离型DC/DC稳压电源可以为北京西威清拓变流技术有限公司的SWIBDD-30/15/15，使用的串联式换流器的功率模块可以为北京西威清拓变流技术有限公司的VPM-190-600。以下结合附图，详细介绍本技术提出的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置的工作原理：如图1所示，该图表示了功率模块串联式换流器换流桥臂中第1台功率模块到第N台功率模块的串联连接关系，以及本技术的功率模块互取电电源装置与各功率模块控制电源VC+/VC-的连接关系。图1中，每台功率模块主电路由H桥或半桥桥臂与直流电容器(组)组成，换流桥臂下方的虚线框内为本技术的功率模块互取电电源装置的构成框图。本技术中的功率模块串联式换流器采用自励启动方式启动，即换流器通过缓充电电阻限流的充电方式直接并入电网，当各功率模块直流电容充电到一定电压时，其功率模块直流电容便可以为功率模块内部的直流隔离稳压电源提供直流输入电源，从而为本功率模块提供控制电源VC+/VC-。当第K台功率模块应故障导致其交流输出被旁路(短路)后，该功率模块直流隔离稳压电源因为直流电容放电而失去直流输入电源，但该功率模块仍可以通过左侧的双向隔离型直流稳压电源PS(K-1)和右侧的双向隔离型直流稳压电源PS(K)从相邻的功率模块控制电源取得控制电源，从而使得换流桥臂功率模块的控制电源可靠性得到大幅度提高，被旁路的功率模块仍然可以保持有控制电源，使得其旁路状态可以得到持续监视。本技术可应用于多种采用H桥链式换流器或模块化多电平换流器的电力电子装置。另外，实际应用中，可以将PS(1)到PS(N-1)分别安装到第1台到第N-1台功率模块内。以上实施例只是本技术的一个具体的实施电路原理图，并不以此限定本技术的保护范围。任何基于本技术所作的等效变换电路，均属于本技术保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，其特征在于该电源装置包括：N台功率模块和N‑1台双向隔离型直流稳压电源；其中第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的左侧直流正极端L+和负极端L‑分别连接到第K台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC‑；第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的右侧直流正极端R+和负极端R‑分别连接到第K+1台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC‑，K＝1,2…N‑1；每台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC‑作为相应功率模块的控制电源。

【技术特征摘要】
1.一种用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，其特征在于该电源装置包括：N台功率模块和N-1台双向隔离型直流稳压电源；其中第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的左侧直流正极端L+和负极端L-分别连接到第K台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-；第K台双向隔离型直流稳压电源PS(K)的右侧直流正极端R+和负极端R-分别连接到第K+1台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-，K＝1,2…N-1；每台功率模块内部直流隔离稳压电源的直流输出正极VC+和负极VC-作为相应功率模块的控制电源。2.如权利要求1所述的用于功率模块串联式换流器的功率模块互取电电源装置，其特征在于，其中所述的双向隔离型直流稳压电源包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第一隔离型DC/DC稳压电源P1和第二隔离型D...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文华，刘文辉，赵香花，陈晋辉，
申请(专利权)人：北京清特科技中心有限合伙，
类型：新型
国别省市：北京,11