一種基于dc/dc變換器的背靠背試驗電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電子系統，具體講涉及一種基于DC/DC變換器的背靠背試驗電路。
【背景技術】
[0002]構建新型城市電網提出的分布式可再生能源的接入、海洋群島的供電、海上風電場群的集中送出等的需求，使得傳統的交流電網面臨著越來越多的挑戰。基于高壓直流輸電技術的直流輸電網絡，給解決上述問題提供了一種靈活、經濟、高效的技術手段，也成為目前世界電網技術領域的研究熱點之一。
[0003]在交流電網中，交流變壓器實現了不同電壓等級之間轉換，而在直流電網中，DC/DC變換器實現了不同等級直流電壓互聯和電壓變換。其主要作用包括實現不同電壓等級、不同直流技術和不同拓撲型式直流網絡的聯接;實現不同子系統之間的功率交換;實現不同子網絡之間的電氣隔離;實現發電廠或負荷在遠距離直流傳輸線路中部的接入;實現長距離小容量功率的傳輸。
[0004]DC/DC變換器直接決定了直流電網的安全性和經濟性，因此，需提供一種檢測DC/DC變換器性能的技術方案，以突破目前尚處于針對高壓大容量DC/DC變換器的研究，多數研究機構均處于理論分析與仿真驗證階段，部分開展小容量實驗樣機研制，離工程化應用還存在較大差距的現狀。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提出了一種基于DC/DC變換器的背靠背試驗電路，其包括:背靠背試驗電路包括:直流母線、電源模塊和DC/DC變換器模塊;直流母線將電源模塊和DC/DC變換器模塊串聯。
[0006]電源模塊包括:交流電壓源、斷路器和變壓器依次連接組成的支路，三相整流橋、平波電抗和兩個電容依次連接構成串聯回路;變電壓器的副邊與三相整流橋相連，交流電源的起始端接地；串聯回路中的電容支路一端與隔離開關的一端相連，其另一端與直流母線相連;電容支路的中點接地。
[0007]DC/DC變換器模塊包括:輔助DC/DC變換器和被試DC/DC變換器;輔助DC/DC變換器和被試DC/DC變換器的土Udl電壓一側的正極端連接正極母線，±Udli壓一側的負極端連接負極母線；輔助DC/DC變換器的土Ud2—側的正極端和被試DC/DC變換器的土Ud2—側的正極端相連，輔助DC/DC變換器的土Ud2—側的負極端和被試DC/DC變換器的土Ud2—側的負極端相連。
[0008]正常工作模式狀態下，隔離開關閉合，DC/DC變換器模塊的功率傳輸方向包括:正向傳輸模式和逆向傳輸模式。
[0009]正向傳輸模式包括:被試DC/DC變換器的±Udli壓一側從直流母線吸收電能，從被試DC/DC變換器的±Ud2電壓一側將電能輸送到輔助DC/DC變換器，輔助DC/DC變換器吸收能量后，從輔助DC/DC變換器的±Udli壓一側將電能再反饋給直流母線。
[0010]逆向傳輸模式包括:輔助DC/DC變換器的±Udli壓一側從直流母線吸收電能，從輔助DC/DC變換器的±Ud2電壓一側將電能輸送到被試DC/DC變換器，被試DC/DC變換器吸收能量后，從被試DC/DC變換器的±Udl電壓一側將電能再反饋給直流母線。
[0011]與最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有如下有益效果:
[0012]1、本發明采用兩只電容C串聯，選擇性的將電容中點接地，形成正負電壓來滿足正負對稱的高壓大容量DC/DC變換器試驗需求；
[0013]2、本發明的試驗電路僅有一個電源，電源的輸出能量經被試DC/DC變換器吸收，通過輔助DC/DC變換器回饋給電源，或者經輔助DC/DC變換器吸收，通過被試DC/DC變換器回饋給電源，中間只損失較小部分用來補充電路的損耗，既能實現全功率循環又能實現功率雙向傳輸，既考核了試品的全電壓全電流，又考核了試品功率雙向傳輸的性能；
[0014]3、本發明的試品采用背靠背的聯接方式，只需要為試品提供一端直流電壓，且電壓等級可按照試品較低的一側額定直流電壓選取，更重要的是兩臺變換器能夠將吸收的電能大部分反饋給電網，試驗電路的電源部分僅需提供較小的輸出電流，大大降低了試驗設備的容量以及制造難度，大幅度降低試驗設備成本及試驗運行成本。
【附圖說明】
[0015]圖1是高壓大容量D⑶C變換器背靠背試驗方法原理圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖1對本發明的試驗方法作進一步詳細的描述。
[0017]本申請主要針對高壓大容量DC/DC變換器的試驗方法進行。圖1所示為該試驗方法電路原理圖，該電路主要有電源部分和試品部分兩個組成部分構成。電源部分包括由接地E、交流電壓源AC、斷路器QF、變壓器TM、三相整流橋U、平波電抗L、兩只串聯電容C、隔離開關QS組成。其中，變壓器原邊經過斷路器與交流電源相聯接，副邊與三相整流橋聯接，三相整流橋將交流電源的輸送的交流電整流輸出為直流電流，經過平波電抗對電容C充電，形成波動幅度很小的直流電壓，兩只電容其中點接地，故直流電壓正負對稱。試品部分主要由兩臺相同規格的DC/DC變換器背靠背聯接，即相同電壓等級的一端(±Udl)共同聯接在正、負極母線，另一端(±Ud2)直接相聯，一臺作為被試品，另一臺作為輔助設備。這樣，對于試品DC/DC變換器，其一次側直流電壓由直流電壓源提供，二次側直流電壓由輔助DC/DC變換器的二次側提供，實現DC/DC變換器的升降壓和功率變換。
[0018]試驗開始，首先合上隔離開關QS，然后合上斷路器QF，啟動三相整流橋U，DC/DC變換器設置為充電模式進行試驗前充電。充電完成后試品切換至正常工作模式，根據試品功率傳輸方向，可以分為正向傳輸模式和逆向傳輸模式:
[0019](I)正向傳輸模式:被試DC/DC變換器的土Udl電壓側從直流母線吸收電能，經過內部電能變換后從土Ud2電壓側將電能輸送給輔助DC/DC變換器，輔助DC/DC變換器吸收能量后從其土Udl電壓側將電能再反饋給正負極直流母線，電流按照圖1中所示方向流動，完成功率正向循環過程。
[°02°] (2)逆向傳輸模式:與正向傳輸模式功率循環方向相反，輔助DC/DC變換器的±Udi電壓側從直流母線吸收電能，經過內部電能變換后從土Ud2電壓側將電能輸送給被試DC/DC變換器，被試DC/DC變換器吸收能量后從其±Udl電壓側將電能再反饋給正負極直流母線，電流i ?、i2、i ? ’流動方向與圖1中所示方向相反，完成功率逆向循環過程。
[0021 ]功率循大小及傳輸方向由被試DC/DC變換器和輔助DC/DC變換器自身的控制實現。
[0022]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種基于DC/DC變換器的背靠背試驗電路，其特征在于，包括: 所述背靠背試驗電路包括:直流母線、電源模塊和DC/DC變換器模塊； 所述直流母線將所述電源模塊和所述DC/DC變換器模塊串聯。2.根據權利要求1所述的背靠背試驗電路，其特征在于， 所述電源模塊包括:交流電壓源、斷路器和變壓器依次連接組成的支路，三相整流橋、平波電抗和兩個電容依次連接構成串聯回路； 所述變壓器的副邊與所述三相整流橋相連，所述交流電源的起始端接地； 所述背靠背試驗電路還包括隔離開關； 所述串聯回路中的電容支路一端與所述隔離開關的一端相連，其另一端與所述直流母線相連;所述電容支路的中點接地。3.根據權利要求2所述的背靠背試驗電路，其特征在于， 所述DC/DC變換器模塊包括:輔助DC/DC變換器和被試DC/DC變換器； 所述輔助DC/DC變換器和所述被試DC/DC變換器的土仏工電壓一側的正極端連接正極母線，所述±Udl電壓一側的負極端連接負極母線； 所述輔助DC/DC變換器的土 Ud2—側的正極端和所述被試DC/DC變換器的土 Ud2—側的正極端相連，所述輔助DC/DC變換器的±Ud2—側的負極端和所述被試DC/DC變換器的±Ud2—側的負極端相連。4.根據權利要求3所述的背靠背試驗電路，其特征在于， 正常工作模式狀態下，所述隔離開關閉合，所述DC/DC變換器模塊的功率傳輸方向包括:正向傳輸模式和逆向傳輸模式。5.根據權利要求4所述的背靠背試驗電路，其特征在于， 所述正向傳輸模式包括:所述被試DC/DC變換器的± Udl電壓一側從所述直流母線吸收電能，從所述被試DC/DC變換器的± Ud2電壓一側將電能輸送到所述輔助DC/DC變換器，所述輔助DC/DC變換器吸收能量后，從所述輔助DC/DC變換器的±Udl電壓一側將電能再反饋給所述直流母線。6.根據權利要求5所述的背靠背試驗電路，其特征在于， 所述逆向傳輸模式包括:所述輔助DC/DC變換器的±Udl電壓一側從直流母線吸收電能，從所述輔助DC/DC變換器的±Ud2電壓一側將電能輸送到所述被試DC/DC變換器，所述被試DC/DC變換器吸收能量后，從所述被試DC/DC變換器的±Udl電壓一側將電能再反饋給所述直流母線。
【專利摘要】本發明提供了一種基于DC/DC變換器的背靠背試驗電路，其包括：背靠背試驗電路包括：直流母線、電源模塊和DC/DC變換器模塊；直流母線將電源模塊和DC/DC變換器模塊串聯。本發明的試品采用背靠背的聯接方式，只需要為試品提供一端直流電壓，且電壓等級可按照試品較低的一側額定直流電壓選取，更重要的是兩臺變換器能夠將吸收的電能大部分反饋給電網，試驗電路的電源部分僅需提供較小的輸出電流，大大降低了試驗設備的容量以及制造難度，大幅度降低試驗設備成本及試驗運行成本。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN105652116
【申請號】
【發明人】高沖, 楊俊 , 王新穎, 王秀環, 馮健
【申請人】國網智能電網研究院, 國網浙江省電力公司, 國家電網公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月29日