一种多模块并联换流系统技术方案

本实用新型专利技术属于变流器技术领域，具体涉及一种多模块并联换流系统。针对多模块并联系统中出现的网侧阻抗相互耦合产生谐振，使系统稳定性降低的现象，每个换流模块均包括有一个抑制模块，该抑制模块采用分裂电容再接入阻尼电阻的基本思路进行电路设计，从而降低阻尼上的开关次谐波电流，兼顾阻尼效果减小阻尼损耗，从而有利对电网阻抗宽范围谐振抑制；将模块直流母线中点与滤波电容的中点相连提供开关次纹波电流通路，能较好的滤除输出电流中的开关纹波成分，且能够在一定程度上降低阻尼电阻的高频损耗。高频损耗。高频损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多模块并联换流系统


[0001]本技术属于变流器
，具体涉及一种多模块并联换流系统。

技术介绍

[0002]变流器并联接于电网的母线或公共联接点时，若电网的内阻抗不为零时，各变流器之间会发生交互影响，导致变流器的输出性能下降，严重时将导致系统不稳定。基于LCL型滤波器的多并网变流器系统，由于LCL滤波器本身特性和变流器之间的交互影响，使得多并网变流器系统存在多个谐振点，对电网安全稳定运行造成了严重威胁。然而目前大多数研究聚焦在单台变流器的谐振抑制措施上，对于多并网变流器系统的谐振抑制还缺乏研究。
[0003]变流器向大功率发展一般采用多模块并联的运行策略，由于多模块并联存在网侧阻抗相互耦合、互相作用，情况复杂，使系统稳定性降低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种多模块并联换流系统，用以解决多模块并联时网侧阻抗相互耦合产生谐振风险导致系统稳定性降低的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种多模块并联换流系统，包括多个并联的换流模块，每个换流模块包括换流器和谐振抑制模块，谐振抑制模块包括至少一个单相抑制单元，一个单相抑制单元用于对换流器交流侧一相进行谐振抑制，且单相抑制单元包括串联设置的逆变侧电感和电网侧电感，逆变侧电感与换流器交流侧连接，电网侧电感用于与交流电网连接；单相抑制单元还包括两条并联的分裂支路，一条分裂支路上串设有第一分裂电容和阻尼电阻，另一条分裂支路上串设有第二分裂电容和谐振电感；两条分裂支路的一端均连接逆变侧电感与电网侧电感的串接点，另一端均连接换流器直流侧的直流母线的中点，还均用于连接交流电网的零线；还包括控制装置，控制装置控制连接所有换流器。
[0006]其增益效果为：本技术针对的是多模块并联换流系统，针对系统中出现的网侧阻抗相互耦合产生谐振，使系统稳定性降低的现象，每个换流模块均包括有一个抑制模块，该抑制模块采用分裂电容再接入阻尼电阻的基本思路进行电路设计，从而降低阻尼上的开关次谐波电流，兼顾阻尼效果减小阻尼损耗，从而对有利电网阻抗宽范围谐振抑制；将模块直流母线中点与滤波电容的中点相连提供开关次纹波电流通路，能较好的滤除输出电流中的开关纹波成分，且能够在一定程度上降低阻尼电阻的高频损耗。即使由于实际电路中元器件的误差，导致谐振回路的谐振频率偏移开关频率，也能起到一定的滤除效果。
[0007]进一步地，换流模块还包括抗直流电磁干扰器，该抗直流电磁干扰器与换流器直流侧连接。
[0008]其增益效果为：抑制外部干扰引入换流系统，从侧面防止谐振的产生，使系统安全可靠地运行。
[0009]进一步地，换流模块还包括抗交流电磁干扰器，该抗交流电磁干扰器与电网侧电感的交流侧连接。
[0010]其增益效果为：控制换流系统的传导干扰，从侧面防止谐振的产生，使系统安全可靠地运行。
[0011]进一步地，换流器为NPC型换流器。
[0012]其增益效果为：输出电压谐波含量降低电压应力小，失真小，共模特性好，防止了谐振的产生，使系统运行更可靠。
[0013]进一步地，控制装置包括与各个换流模块一一对应的多个控制单元，每个控制单元控制连接与其对应的换流器。
[0014]其增益效果为：使并联模块中各个模块单独使用一套控制单元，系统中各个模块能够不依赖其它模块独立工作，也保证了模块的标准化设计，防止了谐振的产生，使系统运行可靠性高、成本更低。
[0015]进一步地，两个分裂电容的电容值相同。
[0016]其增益效果为：两个分裂电容的电容值相同能够最佳地兼顾滤波器的阻尼效果和阻尼损耗，也有利于实际系统中电容器的配置与安装。
[0017]进一步地，换流模块还包括采样单元，采样单元用于采集换流器交流侧电流，且采样单元与对应的控制单元连接。
[0018]其增益效果为：使并联模块中各个模块单独使用一套采样单元，系统中各个模块能够不依赖其它模块独立工作，也保证了模块的标准化设计，防止了谐振的产生，使系统运行可靠性高、成本更低。
附图说明
[0019]图1是本技术的单个换流模块采用分裂电容无源滤波的电路图；
[0020]图2是本技术的单个换流模块的结构图；
[0021]图3时本技术的多个换流模块并联的结构图。
具体实施方式
[0022]本技术的基本构思为：针对多模块并联换流系统产生的谐振，其换流模块包含的谐振抑制模块采用分裂电容的结构，电网阻抗宽范围谐振抑制；同时增加阻尼电阻，以避免谐振；再将滤波电容的中点与直流母线中点连接，滤除电流中开关波纹成分，降低阻尼电阻的高频损耗；各个并联模块有单独采样单元和通讯单元，使各个模块不相互依赖，实现模块的标准化设计。
[0023]下面将结合附图以及装置实施例对本技术进行详细说明。
[0024]系统实施例：
[0025]本技术的一种多模块并联换流系统，该系统的电路图如图3所示，该系统包括N个并联的换流模块，一个换流模块的电路图如图2所示，每个换流模块均包括抗直流电磁干扰器DC EMI、换流器(本实施例中选用NPC换流器，即图中的NPC INVERTER)、谐振抑制模块、抗交流电磁干扰器AC EMI和控制单元。
[0026]谐振抑制模块包括三个单相抑制单元，每个单相抑制单元的电路图如图1所示，一
个单相抑制单元包括变流器侧滤波电感L1、电网侧滤波电感L2、谐振电感L
d
、滤波电容C1和C2，(滤波电容也称为分裂电容)、阻尼电阻R
d
，L1和L2串联，C1和R
d
串联在第一分裂支路上，C2和L
d
串联在第二分裂支路上，两条分裂支路并联，且一端连接L1和L2的串接点。三个单相抑制单元在换流模块中的设置位置如图2所示，每个单相抑制单元中的L1与换流器的交流侧连接，每个L2与交流电网连接，两条分裂支路另一端均连接换流器直流侧的直流母线的中点(即将模块直流母线中点与分裂电容的中点相连)，还均用于连接交流电网的零线；换流器直流侧通过DC EMI与直流电网连接，三个L2通过AC EMI与交流电网连接；每个换流模块还均配置有一个控制单元和采样单元，采样单元采集换流器交流侧信息与控制单元连接，控制单元再与换流器连接对换流器的换流进行操作。
[0027]其中，C1＝C2的配比能够最佳地兼顾滤波器的阻尼效果和阻尼损耗，而且也有利于实际系统中电容器的配置与安装；模块分裂电容C1上串联一个阻尼电阻R
d
，分裂电容C2上串联一个谐振电感L
d
，降低阻尼上的开关次谐波电流，减小损耗。
[0028]为减小设备输出共模电压，将模块直流母线中点与分裂电容的中点相连接，这样可以提供开关次纹波电流通路，较好的滤除输出电流中的开关纹波成分，且能够在一定程度上降低阻尼电阻的高频损耗，即使由于实际电路中元器件的误差，导致谐振回路的谐振频率偏移开关频率，也能起到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多模块并联换流系统，其特征在于，包括多个并联的换流模块，每个换流模块包括换流器和谐振抑制模块，谐振抑制模块包括至少一个单相抑制单元，一个单相抑制单元用于对换流器交流侧一相进行谐振抑制，且单相抑制单元包括串联设置的逆变侧电感和电网侧电感，逆变侧电感与换流器交流侧连接，电网侧电感用于与交流电网连接；单相抑制单元还包括两条并联的分裂支路，一条分裂支路上串设有第一分裂电容和阻尼电阻，另一条分裂支路上串设有第二分裂电容和谐振电感；两条分裂支路的一端均连接逆变侧电感与电网侧电感的串接点，另一端均连接换流器直流侧的直流母线的中点，还均用于连接交流电网的零线；还包括控制装置，控制装置控制连接所有换流器。2.根据权利要求1所述的多模块并联换流系统，其特征在于，换流...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕淼，孟向军，徐关澄，田昊，申端瑞，杨欣然，
申请(专利权)人：西安许继电力电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：