本發(fā)明涉及一種功率模塊的控制系統(tǒng)及無功補償設(shè)備，屬于旁路開關(guān)合閘控制。

背景技術(shù)：

1、svg(static?var?generator，靜止無功補償發(fā)生器)作為新一代高壓大容量無功補償設(shè)備已逐漸替代傳統(tǒng)無功補償裝置，其具有無功連續(xù)可調(diào)、響應(yīng)速度快和功率密度高的優(yōu)點。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于輸配電、新能源發(fā)電和工礦業(yè)領(lǐng)域，可以提高電網(wǎng)功率因數(shù)、穩(wěn)定系統(tǒng)電壓、改善電能質(zhì)量和保障電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、svg系統(tǒng)一般采用級聯(lián)h橋功率單元拓?fù)?，每相換流鏈由一定數(shù)量的h橋功率單元組成。一些對svg可靠性要求較高的場景中，每個h橋功率單元輸出側(cè)均并聯(lián)一個旁路開關(guān)。當(dāng)h橋功率單元本體發(fā)生故障時，可以通過主動閉合旁路開關(guān)實現(xiàn)故障h橋功率單元的自動旁路，進而不影響設(shè)備的正常運行。

3、隨著科技的不斷發(fā)展，svg產(chǎn)品功率密度不斷提升、可靠性要求逐漸增加。功率模塊通過在h橋功率單元輸出端并聯(lián)旁路開關(guān)來實現(xiàn)功率單元的自動冗余功能，以達(dá)到提升svg系統(tǒng)可靠性的目的。

4、現(xiàn)有的功率模塊控制系統(tǒng)電路原理圖如圖1所示，現(xiàn)有的功率模塊旁路開關(guān)合閘控制方法流程圖如圖2所示，現(xiàn)有的功率模塊旁路開關(guān)合閘控制只能通過模塊控制器進行控制，一旦模塊控制器出現(xiàn)異常，造成旁路開關(guān)合閘失敗，從而會導(dǎo)致svg系統(tǒng)可靠性低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種功率模塊的控制系統(tǒng)及無功補償設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中只能通過模塊控制器進行控制，一旦模塊控制器出現(xiàn)異常，造成旁路開關(guān)合閘失敗導(dǎo)致的svg系統(tǒng)可靠性低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

3、本發(fā)明提供了一種功率模塊的控制系統(tǒng)，包括通信連接的主控系統(tǒng)和各模塊控制器，各模塊控制器用于根據(jù)主控系統(tǒng)下發(fā)的指令控制對應(yīng)的功率模塊，兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)；主控系統(tǒng)用于在接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘。

4、進一步地，所述旁路開關(guān)包括兩個合閘線圈、一個主觸點和兩個輔助觸點，所述主觸點和兩個輔助觸點均由合閘線圈控制，所述主觸點并聯(lián)在兩個功率模塊輸出端，用于實現(xiàn)對兩個功率模塊的旁路，所述兩個合閘線圈由對應(yīng)的模塊控制器控制，所述兩個輔助觸點和對應(yīng)的模塊控制器采樣連接，用于檢測所述主觸點的狀態(tài)。

5、進一步地，該控制系統(tǒng)還包括驅(qū)動板，用于將模塊控制器下發(fā)的脈沖指令轉(zhuǎn)換為直接控制功率模塊開通和關(guān)斷的脈沖指令，同時檢測功率模塊和驅(qū)動電源工作狀態(tài)并將結(jié)果反饋至模塊控制器。

6、進一步地，所述模塊控制器采用取能電源模塊供電，取能電源模塊的輸出端連接模塊控制器，用于為所述模塊控制器供電，取能電源模塊的輸入端連接功率模塊的電容，用于將功率模塊的電容的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。

7、本發(fā)明屬于改進型發(fā)明，本發(fā)明提出的功率模塊的控制系統(tǒng)，相較于現(xiàn)有的功率模塊的控制系統(tǒng)，兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)。當(dāng)接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，主控系統(tǒng)則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘?？梢姳景l(fā)明在模塊控制器出現(xiàn)異常時，通過主控系統(tǒng)給其它模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由其它模塊控制器進行旁路開關(guān)的合閘控制，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能通過模塊控制器進行控制，一旦模塊控制器出現(xiàn)異常，造成旁路開關(guān)合閘失敗導(dǎo)致的svg系統(tǒng)可靠性低的問題。

8、本發(fā)明還提供了一種無功補償設(shè)備，包括n個功率模塊，每個功率模塊均配置有相應(yīng)的模塊控制器，各模塊控制器均與主控系統(tǒng)連接，用于根據(jù)主控系統(tǒng)下發(fā)的指令控制對應(yīng)的功率模塊，兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)；主控系統(tǒng)用于在接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘。

9、進一步地，所述旁路開關(guān)包括兩個合閘線圈、一個主觸點和兩個輔助觸點，所述主觸點和兩個輔助觸點均由合閘線圈控制，所述主觸點并聯(lián)在兩個功率模塊輸出端，用于實現(xiàn)對兩個功率模塊的旁路，所述兩個合閘線圈由對應(yīng)的模塊控制器控制，所述兩個輔助觸點和對應(yīng)的模塊控制器采樣連接，用于檢測所述主觸點的狀態(tài)。

10、進一步地，該無功補償設(shè)備還包括驅(qū)動板，用于將模塊控制器下發(fā)的脈沖指令轉(zhuǎn)換為直接控制功率模塊開通和關(guān)斷的脈沖指令，同時檢測功率模塊和驅(qū)動電源工作狀態(tài)并將結(jié)果反饋至模塊控制器。

11、進一步地，所述模塊控制器采用取能電源模塊供電，取能電源模塊的輸出端連接模塊控制器，用于為所述模塊控制器供電，取能電源模塊的輸入端連接功率模塊的電容，用于將功率模塊電容的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。

12、進一步地，該無功補償設(shè)備還包括散熱器，所述散熱器采用的是雙面水冷散熱器，用于對功率模塊進行散熱。

技術(shù)特征：

1.一種功率模塊的控制系統(tǒng)，包括通信連接的主控系統(tǒng)和各模塊控制器，各模塊控制器用于根據(jù)主控系統(tǒng)下發(fā)的指令控制對應(yīng)的功率模塊，其特征在于，兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)；主控系統(tǒng)用于在接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路開關(guān)包括兩個合閘線圈、一個主觸點和兩個輔助觸點，所述主觸點和兩個輔助觸點均由合閘線圈控制，所述主觸點并聯(lián)在兩個功率模塊輸出端，用于實現(xiàn)對兩個功率模塊的旁路，所述兩個合閘線圈由對應(yīng)的模塊控制器控制，所述兩個輔助觸點和對應(yīng)的模塊控制器采樣連接，用于檢測所述主觸點的狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊的控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)還包括驅(qū)動板，用于將模塊控制器下發(fā)的脈沖指令轉(zhuǎn)換為直接控制功率模塊開通和關(guān)斷的脈沖指令，同時檢測功率模塊和驅(qū)動電源工作狀態(tài)并將結(jié)果反饋至模塊控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊控制器采用取能電源模塊供電，取能電源模塊的輸出端連接模塊控制器，用于為所述模塊控制器供電，取能電源模塊的輸入端連接功率模塊的電容，用于將功率模塊的電容的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。

5.一種無功補償設(shè)備，包括n個功率模塊，每個功率模塊均配置有相應(yīng)的模塊控制器，各模塊控制器均與主控系統(tǒng)連接，用于根據(jù)主控系統(tǒng)下發(fā)的指令控制對應(yīng)的功率模塊，其特征在于，兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)；主控系統(tǒng)用于在接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無功補償設(shè)備，其特征在于，所述旁路開關(guān)包括兩個合閘線圈、一個主觸點和兩個輔助觸點，所述主觸點和兩個輔助觸點均由合閘線圈控制，所述主觸點并聯(lián)在兩個功率模塊輸出端，用于實現(xiàn)對兩個功率模塊的旁路，所述兩個合閘線圈由對應(yīng)的模塊控制器控制，所述兩個輔助觸點和對應(yīng)的模塊控制器采樣連接，用于檢測所述主觸點的狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無功補償設(shè)備，其特征在于，該無功補償設(shè)備還包括驅(qū)動板，用于將模塊控制器下發(fā)的脈沖指令轉(zhuǎn)換為直接控制功率模塊開通和關(guān)斷的脈沖指令，同時檢測功率模塊和驅(qū)動電源工作狀態(tài)并將結(jié)果反饋至模塊控制器。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無功補償設(shè)備，其特征在于，所述模塊控制器采用取能電源模塊供電，取能電源模塊的輸出端連接模塊控制器，用于為所述模塊控制器供電，取能電源模塊的輸入端連接功率模塊的電容，用于將功率模塊的電容的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無功補償設(shè)備，其特征在于，該無功補償設(shè)備還包括散熱器，所述散熱器采用的是雙面水冷散熱器，用于對功率模塊進行散熱。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種功率模塊的控制系統(tǒng)及無功補償設(shè)備，屬于旁路開關(guān)合閘控制技術(shù)領(lǐng)域。兩個功率模塊共用一個旁路開關(guān)，當(dāng)有模塊控制器檢測到對應(yīng)的功率模塊發(fā)生故障需要旁路時，控制對應(yīng)的旁路開關(guān)合閘，并將功率模塊發(fā)生故障的信息發(fā)送給主控系統(tǒng)；主控系統(tǒng)用于在接收到功率模塊發(fā)生故障的信息后在設(shè)定時間內(nèi)判斷對應(yīng)的旁路開關(guān)的狀態(tài)，若該旁路開關(guān)沒有合閘，則向共用旁路開關(guān)的另一個功率模塊對應(yīng)的模塊控制器下發(fā)控制旁路開關(guān)的合閘指令，由另一個模塊控制器控制該旁路開關(guān)合閘。本發(fā)明有效地解決了只能通過模塊控制器進行控制，一旦模塊控制器出現(xiàn)異常，造成旁路開關(guān)合閘失敗導(dǎo)致的SVG系統(tǒng)可靠性低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉剛,孫健,王瓊,王青龍,石鵬,祁招,宋豪,陳柯旭
受保護的技術(shù)使用者：河南許繼電力電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10