【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气工程领域，特别是涉及一种串联器件均压方法、系统、设备、介质及均压控制系统。
技术介绍
1、采用直流电网组织直流形式的新能源、储能装置和直流类负荷，相比于交流电网，在效率、供电容量等方面更具优势。新能源和蓄电池等装置的输出以直流为主，电动汽车、变频电机和照明装置使用的是直流电，采用电网连接直流的源与荷，可以省去两级交/直流变换环节，能节省损耗和设备投资。同时，在线缆和传输损耗不变的前提下，直流线路的供电能力约为交流的1.6倍，有助于解决城市供电走廊紧缺、用地成本高的问题。直流配用电技术已在数据中心、轨道交通等专有系统中得到广泛应用。
2、在直流配网中，电压源换流器、也可简称为换流器连接中压交流与直流配网，是直流配网中的核心装备。当前，中压配网的交直流换流器一般采用模块化多电平技术，但是mmc(modular-multilevel-converter，模块化多电平换流器)存在占地面积大的问题，用地成本较高，特别是城市负荷密集区。mmc占地面积大的原因是其中包含了大量的子模块，并且每个子模块包含2个igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)器件和1个mf级的电容。利用功率器件直接串联制作两电平换流器，可以大幅减小占地面积。功率器件串联的关键技术挑战在于，如何在高开关频率下实现各串联器件的动静态均压。功率器件及其驱动电路参数存在不可避免的差异，因而各串联器件在开关过程中必定会电压不均，但是功率器件一旦过压会被迅速击穿，如何实现均压是器件串联要克服的首要挑
3、现有技术中提出了一种均压方法，通过在功率器件的两端并联acm(activeclamping module,有源箝位电路)，通过维持有源箝位电路中箝位电容的电压均衡来实现串联功率器件的均压。在此电路的基础上，为实现各串联器件的动静态均压，需要对箝位电容电压进行排序。首先采集每个桥臂上的各个箝位电容的电压，然后将一个桥臂上的所有电容电压从大到小排序；接着，根据排序结果给电容电压较大的k个acm分配放电信号，通过放电降低电容电压，从而实现箝位电容电压和功率器件电压的动态均衡。然而，这种排序的方法每次都需要将各个有源箝位电路对应的箝位电容都进行依次排序，当串联器件数目较大时，会耗费大量的计算和存储资源，复杂度高，不利于广泛应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种串联器件均压方法、系统、设备、介质及均压控制系统，实现串联功率器件的均压。串联功率器件功率侧并联有源箝位电路，当功率器件超过有源箝位电路的箝位电容电压时，功率器件电压自动被箝位电容电压限制。通过阈值比较的方式控制对应的辅助管以回收箝位电容能量；当有源箝位电路的箝位电容电压均小于预设阈值，可实现各个箝位电容的均压以及各个功率器件的均压。各个有源箝位电路独立控制，减少了电路系统的计算量和存储量，仅需要一个比较环节，避免了排序等复杂算法，简单有效，有利于功率器件串联的广泛应用。
2、第一方面，本专利技术提供了一种串联器件均压方法，应用于换流器的均压控制系统，所述换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；对于任一有源箝位电路，该方法包括：
3、获取所述有源箝位电路的电容电压；
4、判断所述有源箝位电路的电容电压是否大于预设阈值；
5、若是，则控制所述有源箝位电路的辅助管，以回收有源箝位电路的箝位电容能量、减小箝位电容电压。
6、可选地，还包括：
7、获取所述换流器的直流侧的直流母线电压和所述有源箝位电路的个数；
8、基于所述有源箝位电路对应的功率器件的耐压确定预设线性系数，所述预设线性系数大于1且所述预设线性系数小于2；
9、利用所述直流母线电压、所述有源箝位电路的个数和所述预设线性系数计算所述预设阈值，所述预设阈值与所述直流母线电压呈正相关，所述预设阈值与所述有源箝位电路的个数呈负相关，所述预设阈值与所述预设线性系数呈正相关。
10、可选地，还包括：
11、获取各个所述有源箝位电路的电容电压；
12、计算所有所述有源箝位电路的电容电压的平均值；
13、将所述平均值作为所述预设阈值。
14、可选地，所述控制所述有源箝位电路的辅助管，以回收有源箝位电路的箝位电容能量、减小箝位电容电压之后，还包括：
15、控制所述有源箝位电路的辅助管在另一桥臂上的功率器件的关断时刻之前导通，所述辅助管的导通时刻与另一桥臂上的功率器件的关断时刻的关断时刻之间的时间差不小于第一预设时长，另一桥臂上的功率器件为所述换流器中除所述辅助管对应的功率器件所在的桥臂之外的另一个桥臂上的功率器件；
16、和/或，
17、控制所述有源箝位电路的辅助管在所述有源箝位电路对应的功率器件导通之前关断，且所述辅助管的关断时间与所述有源箝位电路对应的功率器件的导通时间之间的时间差不小于第二预设时长。
18、第二方面，本专利技术还提供了一种换流器的均压控制系统，换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；所述均压控制系统包括电压传感器和比较模块，所述电压传感器的输入端与所述有源箝位电路连接，输出端与所述比较模块的第一输入端连接，所述比较模块的第二输入端接入所述预设阈值，所述比较模块的输出端与所述有源箝位电路的辅助管的控制端连接；
19、所述电压传感器用于获取所述有源箝位电路的电容电压；
20、所述比较模块用于判断所述有源箝位电路的电容电压是否大于预设阈值；若是，则控制所述有源箝位电路的辅助管，以回收有源箝位电路的箝位电容能量、减小箝位电容电压。
21、可选地，所述比较模块包括比较器和与门，所述比较器的同相输入端接入所述预设阈值，反相输入端与所述电压传感器的输出端连接，输出端与所述与门的第一输入端连接，所述与门的第二输入端与驱动信号连接，输出端与所述有源箝位电路的辅助管的控制端连接。
22、可选地，所述比较模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述电压传感器的输出端连接，第二端与所述比较器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端接入所述预设阈值，第二端分别与所述比较器的同相输入端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。
23、第三方面，本专利技术还提供了一种串联器件均压系统，应用于换流器的均压控制系统，所述换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种串联器件均压方法，其特征在于，应用于换流器的均压控制系统，所述换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；对于任一有源箝位电路，该方法包括：
2.如权利要求1所述的串联器件均压方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的串联器件均压方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1至3任一项所述的串联器件均压方法，其特征在于，所述控制所述有源箝位电路的辅助管，以回收有源箝位电路的箝位电容能量、减小箝位电容电压之后，还包括：
5.一种换流器的均压控制系统，其特征在于，换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；所述均压控制系统包括电压传感器和比较模块，所述电压传感器的输入端与所述有源箝位电路连接，输出端与所述比较模块的第一输入端连接，所述比较模
6.如权利要求5所述的换流器的均压控制系统，其特征在于，所述比较模块包括比较器和与门，所述比较器的同相输入端接入所述预设阈值，反相输入端与所述电压传感器的输出端连接，输出端与所述与门的第一输入端连接，所述与门的第二输入端与驱动信号连接，输出端与所述有源箝位电路的辅助管的控制端连接。
7.如权利要求6所述的换流器的均压控制系统，其特征在于，所述比较模块还包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻的第一端与所述电压传感器的输出端连接，第二端与所述比较器的反相输入端连接，所述第二电阻的第一端接入所述预设阈值，第二端分别与所述比较器的同相输入端和所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。
8.一种串联器件均压系统，其特征在于，应用于换流器的均压控制系统，所述换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；对于任一有源箝位电路，该系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的串联器件均压方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种串联器件均压方法，其特征在于，应用于换流器的均压控制系统，所述换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；对于任一有源箝位电路，该方法包括：
2.如权利要求1所述的串联器件均压方法，其特征在于，还包括：
3.如权利要求1所述的串联器件均压方法，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1至3任一项所述的串联器件均压方法，其特征在于，所述控制所述有源箝位电路的辅助管，以回收有源箝位电路的箝位电容能量、减小箝位电容电压之后，还包括：
5.一种换流器的均压控制系统，其特征在于，换流器还包括若干个串联的功率器件，所述功率器件的两端均并联了有源箝位电路，所述有源箝位电路包括串联的箝位电容和辅助管，各个所述有源箝位电路的辅助管的控制端均与所述换流器的均压控制系统连接；所述均压控制系统包括电压传感器和比较模块，所述电压传感器的输入端与所述有源箝位电路连接，输出端与所述比较模块的第一输入端连接，所述比较模块的第二输入端接入所述预设阈值，所述比较模块的输出端与所述有源箝位电路的辅助管的控制端连接；
6.如权利要求5所述的换流器的均压控...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵帅，李巍巍，裴星宇，江一博，吴越，崔文韬，陈建福，周月宾，陈勇，吴宏远，袁智勇，张军明，盛况，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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