一種多重化自適應(yīng)容錯控制的有源電力濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多重化自適應(yīng)容錯控制的有源電力濾波器，由額定容量為S的多重化APF系統(tǒng)功率單元由變流器P1、變流器P2、……、變流器PN組成，各變流器通過光纖接收控制器發(fā)送的驅(qū)動信號PWM1、PWM2、……、PWMN，同時通過光纖向控制器發(fā)送自身故障信號ERR1、ERR2、……、ERRN，本實(shí)用新型，能在工作過程中根據(jù)裝置實(shí)際運(yùn)行情況動態(tài)調(diào)節(jié)自身工作模式，能有效改善功率單元增加引起的裝置可靠性降低的問題，保證在一定故障允許范圍內(nèi)裝置能持續(xù)有效的工作。
【專利說明】一種多重化自適應(yīng)容錯控制的有源電力濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種有源電力濾波器相關(guān)技術(shù)，尤其涉及一種多重化有源電力濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展對供電系統(tǒng)的容量、性能和可靠性的要求越來越高，推動著電力電子技術(shù)研究的不斷深入。隨著電力電子裝置的應(yīng)用，日益嚴(yán)重的諧波和無功問題引起人們越來越多的關(guān)注。有源電力濾波器(APF)是一種用于動態(tài)抑制諧波補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，該裝置可以對頻率和幅值都變化的電流進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償而不受到系統(tǒng)阻抗的影響。
[0003]隨著APF容量的增加，PWM變流器中的功率器件損耗比常規(guī)變流器大，開關(guān)頻率提高后發(fā)熱問題突出，并且隨著容量的增加，功率器件所允許的開關(guān)頻率越來越低，因此，多重化APF技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。多重化APF的特點(diǎn)為:主電路采用功率器件為IGBT的三相全橋電壓型PWM變流器，N組完全相同的變流器公用一組直流電容母線，同時通過進(jìn)線電抗器直接并聯(lián)在一起。變流器控制采用N重化方式，N個變流器采用載波移相控制，其三角載波相位分別相差2 π /N。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型為一種多重化自適應(yīng)容錯控制的有源電力濾波器。在工作過程中根據(jù)裝置實(shí)際運(yùn)行情況動態(tài)調(diào) 節(jié)自身工作模式，能有效改善功率單元增加引起的裝置可靠性降低的問題，保證在一定故障允許范圍內(nèi)裝置能持續(xù)有效的工作。
[0005]額定容量為S的多重化APF系統(tǒng)功率單元由變流器Ρ1、變流器Ρ2、……、變流器PN組成，各變流器通過光纖接收控制器發(fā)送的驅(qū)動信號PWM1、PWM2、……、PWMN，同時通過光纖向控制器發(fā)送自身故障信號ERR1、ERR2、……、ERRN，硬件連接示意圖如圖1所示。系統(tǒng)正常工作時所有變流器均參與工作，當(dāng)某個時刻其中一個變流器發(fā)生單元故障時，控制器接收到該變流器發(fā)送的故障信息后封鎖該路驅(qū)動信號，并在下一個開關(guān)周期將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-1)重化工作模式，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (N-1)/N，當(dāng)發(fā)生故障的變流器總數(shù)大于或等于N/2時系統(tǒng)停止工作。
[0006]有益效果:在工作過程中根據(jù)裝置實(shí)際運(yùn)行情況動態(tài)調(diào)節(jié)自身工作模式，能有效改善功率單元增加引起的裝置可靠性降低的問題，保證在一定故障允許范圍內(nèi)裝置能持續(xù)有效的工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型硬件連接示意圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型的控制原理示意圖。
[0009]圖3為具體實(shí)施例的控制原理圖。【具體實(shí)施方式】
[0010]圖2為本實(shí)用新型的控制原理示意圖，變流器P1、變流器P2、……、變流器PN的驅(qū)動信號PWM1、PWM2、……、PWMN脈沖寬度相等，相位相差2 Ji /N，系統(tǒng)額定容量為S，開關(guān)周期為TS。假設(shè)tl時刻某一個變流器模塊(此處假設(shè)P4模塊至PN-1模塊之間的一個)發(fā)生故障，控制器接收到該模塊的故障信息后封鎖該路驅(qū)動信號，并在下一個開關(guān)周期將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-1)重化工作模式，各路驅(qū)動信號的三角載波移相相位為2 π/(N-1)，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (N-1)/N ;假設(shè)t2時刻變流器Ρ3模塊發(fā)生故障，控制器接收到該模塊的故障信息后封鎖該路驅(qū)動信號PWM3，并在下一個開關(guān)周期將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-2)重化工作模式，各路驅(qū)動信號的三角載波移相相位為2 π /(N-2)，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (Ν-2)/Ν ;以此類推可得假設(shè)tx時刻系統(tǒng)中發(fā)生故障的變流器模塊數(shù)量為X，則此時控制器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-x)重化工作模式，各路驅(qū)動信號的三角載波移相相位為2 Ji/(N-x)，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (N-x)/N。當(dāng)X小于N/2時，系統(tǒng)繼續(xù)工作；當(dāng)X大于或等于N/2時，系統(tǒng)停止工作。
[0011]具體實(shí)施例一:300A三重化APF系統(tǒng)
[0012]該實(shí)施例共有3個變流器模塊，圖3為該實(shí)施例控制原理圖。正常工作狀態(tài)下3個變流器模塊的驅(qū)動信號PWM1、PWM2、PWM3脈沖寬度相等，相位相差2 π /3，系統(tǒng)額定容量為300Α。假設(shè)tl時刻變流器P2模塊發(fā)生故障，控制器接收到該模塊的故障信息ERR2后封鎖該路驅(qū)動信號PWM2，并在下一個開關(guān)周期將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為二重化工作模式，各路驅(qū)動信號的三角載波移相相位為η，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為200A ;假設(shè)t2時刻變流器模塊Pl或者P3發(fā)生故障，控制器接收到該模塊的故障信息ERRl或ERR3后封鎖該路驅(qū)動信號PWMl或PWM3，并且判斷發(fā)生故障的變流器模塊數(shù)量2大于變流器模塊總數(shù)3的二分之一，因此系統(tǒng)停止工作。`
【權(quán)利要求】
1.一種多重化自適應(yīng)容錯控制的有源電力濾波器，其特征在于包括額定容量為S的多重化APF系統(tǒng)功率單元由變流器Pl、變流器P2、……、變流器PN組成，各變流器通過光纖接收控制器發(fā)送的驅(qū)動信號PWM1、PWM2、……、PWMN，同時通過光纖向控制器發(fā)送自身故障信號ERRl、ERR2、……、ERRN ;系統(tǒng)正常工作時所有變流器均參與工作，當(dāng)某個時刻其中一個變流器發(fā)生單元故障時，控制器接收到該變流器發(fā)送的故障信息后封鎖該路驅(qū)動信號，并在下一個開關(guān)周期將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-1)重化工作模式，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (N-1)/N，以此類推可得某個時刻系統(tǒng)中發(fā)生故障的變流器模塊數(shù)量為X，則此時控制器控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為(N-x)重化工作模式，各路驅(qū)動信號的三角載波移相相位為2π/(Ν-χ)，此時系統(tǒng)的額定容量也相應(yīng)降低為原來的S * (Ν-χ)/N，當(dāng)X小于Ν/2時，系統(tǒng)繼續(xù)工作，當(dāng)X大于或等于Ν/2時，系統(tǒng)`停止工作。
【文檔編號】H02J3/18GK203589729SQ201320791861
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】楊立軍, 季曉蘭, 毛宇陽, 鄒積勇, 楊志, 薛恒懷 申請人:威凡智能電氣高科技有限公司