柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法，该装置包括副边调节反激式开关电源(SSR

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及柔性高压直流输电
，尤其涉及一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]取能装置是柔性直流输电换流阀功率子模块中的关键设备，在柔性直流输电换流阀运行过程中，对取能装置有输出精度高、故障率低的要求。取能装置输出不稳定或者故障率高，可能会造成柔性直流输电换流阀功率子模块冗余数下降，严重的可能会造成系统跳闸停运。现有技术中柔性直流输电换流阀制造厂家在进行取能装置设计时，通常采用单副边调节反激式开关电源(Secondary
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Side Regulation Flyback，以下简称SSR
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flyback)电源或双SSR
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flyback电源的方式。SSR
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flyback电压输出精度高，但存在电压反馈光耦寿命短、故障率高的缺点。

技术实现思路

[0003]基于现有技术的上述情况，本专利技术的目的在于提供一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法，以解决现有的控制单元取能装置寿命短、故障率高的问题。
[0004]为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置，包括第一开关电源模块、第二开关电源模块以及电源管理模块；其中，
[0005]所述第一开关电源模块和第二开关电源模块均连接柔性直流输电换流阀子模块电容，用于从所述电容上取电并产生直流输出电压；
[0006]所述电源管理模块分别连接所述第一开关电源模块和第二开关电源模块，用于控制所产生的直流输出电压，并将其提供至所述子模块的控制单元进行供电。
[0007]进一步的，所述第一开关电源模块包括副边调节反激式开关电源；
[0008]该副边调节反激式开关电源包括第一开关M1，所述第一开关M1高频通断，以利用所述电容电压生成直流输出电压。
[0009]进一步的，所述第一开关电源模块还包括第一输入二极管、第一变压器和第一输出二极管；
[0010]所述第一输入二极管、第一变压器的原边和第一开关M1串联连接于所述电容的两端。
[0011]进一步的，所述第二开关电源模块包括原边调节反激式开关电源；
[0012]该原边调节反激式开关电源包括第二开关M2，所述第一开关M2高频通断，以利用所述电容电压生成直流输出电压。
[0013]进一步的，所述第二开关电源模块还包括第二输入二极管、第二变压器和第二输出二极管；
[0014]所述第二输入二极管、第二变压器的原边和第二开关M2串联连接于所述电容的两端。
[0015]进一步的，所述电源管理模块包括第一开关电源模块输出监视回路和第二开关电源模块输出监视回路；
[0016]所述第一开关电源模块输出监视回路连接所述第一开关电源模块的输出，以对所述第一开关电源模块输出的直流输出电压进行监视；
[0017]所述第二开关电源模块输出监视回路连接所述第二开关电源模块的输出，以对所述第二开关电源模块输出的直流输出电压进行监视。
[0018]进一步的，所述电源管理模块还包括第三开关M3和第四开关M4；
[0019]所述第三开关M3连接所述第一开关电源模块的输出，根据所述第一开关电源模块输出监视回路的监视结果对所述第一开关电源模块产生的直流输出电压输出进行控制；
[0020]所述第四开关M4连接所述第二开关电源模块的输出，根据所述第二开关电源模块输出监视回路的监视结果对所述第二开关电源模块产生的直流输出电压输出进行控制。
[0021]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种如本专利技术第一个方面所述的柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置的控制方法，包括：
[0022]当所述子模块电容上的电压充电至大于启动电压时，控制所述第一开关M1和第二开关M2高频通断，以使得所述第一开关电源模块和第二开关电源模块产生直流输出电压；
[0023]控制所述电源管理模块对第一开关电源模块和第二开关电源模块的直流输出电压正极进行采样，并根据所采样的电压分别产生第一控制信号和第二控制信号；
[0024]控制所述第三开关M3和第四开关M4根据第一控制信号和第二控制信号通断，以控制所输出的直流输出电压。
[0025]进一步的，控制所述第三开关M3和第四开关M4根据第一控制信号和第二控制信号通断，以控制所输出的直流输出电压，包括：
[0026]当所述第一控制信号无效时，控制所述第三开关M3导通，第四开关M4关闭，从所述第一开关电源模块输出所述直流输出电压；
[0027]当所述第一控制信号有效且第二控制信号无效时，控制所述第三开关M3关闭，第四开关M4导通，从所述第二开关电源模块输出所述直流输出电压。
[0028]进一步的，控制所述第三开关M3和第四开关M4根据第一控制信号和第二控制信号通断，以控制所输出的直流输出电压，还包括：
[0029]当所述第一控制信号无效且第二控制信号无效时，控制所述第三开关M3关闭，第四开关M4关闭。
[0030]综上所述，本专利技术提供了一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置及其控制方法，该装置包括副边调节反激式开关电源(SSR
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flyback)、原边调节反激式开关电源(Primary
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Side Regulation Flyback，以下简称PSR
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flyback)模块及电源管理模块；所述SSR
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flyback模块从功率子模块电容上取电，使用原边电流及副边电压反馈的方式产生直流输出电压；所述PSR
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flyback模块从功率子模块电容上取电，使用原边电流及原边电压反馈的方式产生直流输出电压；SSR
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flyback模块及PSR
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flyback模块产生的电压，由所述PM电源管理模块控制输出，提供给子模块控制单元使用。本专利技术提供的取能装置可以取代双电源直接冗余方案，实现装置的紧凑型设计，提高取能装置的抗干扰能力，既能满足高输出精度要求，又有寿命长、故障率低的优点，很好地解决了现有的控制单元取能装置寿命短、故障率高的问题。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置的电路原理图；
[0032]图2是本专利技术实施例柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0034]下面对结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电换流阀子模块冗余取能装置，其特征在于，包括第一开关电源模块、第二开关电源模块以及电源管理模块；其中，所述第一开关电源模块和第二开关电源模块均连接柔性直流输电换流阀子模块电容，用于从所述电容上取电并产生直流输出电压；所述电源管理模块分别连接所述第一开关电源模块和第二开关电源模块，用于控制所产生的直流输出电压，并将其提供至所述子模块的控制单元进行供电。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一开关电源模块包括副边调节反激式开关电源；该副边调节反激式开关电源包括第一开关M1，所述第一开关M1高频通断，以利用所述电容电压生成直流输出电压。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一开关电源模块还包括第一输入二极管、第一变压器和第一输出二极管；所述第一输入二极管、第一变压器的原边和第一开关M1串联连接于所述电容的两端。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二开关电源模块包括原边调节反激式开关电源；该原边调节反激式开关电源包括第二开关M2，所述第一开关M2高频通断，以利用所述电容电压生成直流输出电压。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二开关电源模块还包括第二输入二极管、第二变压器和第二输出二极管；所述第二输入二极管、第二变压器的原边和第二开关M2串联连接于所述电容的两端。6.根据权利要求3或5所述的装置，其特征在于，所述电源管理模块包括第一开关电源模块输出监视回路和第二开关电源模块输出监视回路；所述第一开关电源模块输出监视回路连接所述第一开关电源模块的输出，以对所述第一开关电源模块输出的直流输出电压进行监视；所述第二开关电源模块输出监视回路连接所述第二开关电源模块的输出，以对所述第二开关电源模块输出的直流输出电压进行监视。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，宋建勇，屈路军，王昊午，雍进玲，肖彬，赵洋洋，樊宏伟，夏克鹏，张磊，胡学斌，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：