一种单向型直流变压器的功率循环试验装置及方法与流程

本公开属于电力电子电路，涉及一种大容量单向型直流变压器的功率循环试验装置及方法。

背景技术：

1、在大规模新能源汇集输送场景，全直流电网架构以其中间电力变换环节少、无无功电流、电缆用量少、输送距离远等优势将成为未来电网发展的一个重要方向。

2、针对大规模光伏直流汇集场景中的单向功率传输型直流变压器，一般采用串联谐振型拓扑结构，如附图1所示，该拓扑以低损耗、高功率密度、控制简单等优势成为电网系统中直流变压器的首选方案。

3、全直流系统中，直流变压器是实现不同直流电压等级变换的核心部件，直流变压器设备的可靠性直接关系到整个直流系统的可用率。因此，在直流变压器设备出厂试验或型式试验时，一般通过功率循环试验的方式，来检验直流变换器运行于最苛刻的周期性工作条件时，其在通态、开通和关断状态对于电流、电压和温度的反应是否合适，以及，电力电子电路和电气主回路之间相互作用是否正确。

4、而目前针对大容量单向型直流变压器的测试方案，在满功率运行时所需的电源、负载功率较大，缺乏可实施性，不能满足工程试验的要求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本公开提供了一种单向型直流变压器的功率循环试验装置及方法，采用两台直流变压器功率对拖的拓扑结构，被试的中/高频隔离直流变压器以额定参数运行，通过采用pwm(脉冲宽度调制)或pfm(脉冲频率调制)的手段，调节陪试的中/高频隔离直流变压器的全桥电力电子电路的对管占空比或开关频率，可以实现控制试验中循环功率的大小。

2、本公开可以通过如下方案实施：

3、一种单向型直流变压器的功率循环试验装置，所述装置包括供电电源、被测试直流变压器和陪试直流变压器；所述被测试直流变压器和陪试直流变压器组成对拖电路；所述被测试直流变压器和陪试直流变压器为功率传输单方向限制的拓扑结构。

4、进一步地，

5、所述被测试直流变压器的输入端电路为可控全桥式电力电子电路；所述被测试直流变压器的中间电路为带有隔离变压器的串联谐振电路；所述被测试直流变压器的输出端电路为二极管全桥式整流电路；其中，所述串联谐振电路连接在所述可控全桥式电力电子电路的输出端。

6、进一步地，

7、所述陪试直流变压器的输入端电路为可控全桥式电力电子电路；

8、所述陪试直流变压器的中间电路为带有隔离变压器的串联谐振电路；

9、所述陪试直流变压器的输出端电路为二极管全桥式整流电路；

10、其中，所述串联谐振电路连接在所述可控全桥式电力电子电路的输出端。

11、进一步地，

12、所述陪试直流变压器的输入端电路为可控半桥式电力电子电路；

13、所述陪试直流变压器的中间电路为带有隔离变压器的串联谐振电路；

14、所述陪试直流变压器的输出端电路为二极管半桥式整流电路；

15、其中，所述串联谐振电路连接在所述可控半桥式电力电子电路的输出端。

16、更进一步地，

17、所述二极管半桥式整流电路的输出端并联一个滤波电容。

18、进一步地，

19、所述对拖电路为：

20、将所述被测试直流变压器的输出端口的正负极，与所述陪试直流变压器的输入端口的正负极相连；所述陪试直流变压器的输出端口的正负极，与所述被测试直流变压器的输入端口的正负极相连接；所述被测试直流变压器的输入端口的正负极和所述陪试直流变压器的输出端口的正负极，同时与供电电源的正负极相连接。

21、进一步地，

22、所述供电电源由交流电源经整流器得到。

23、进一步地，

24、所述直流变压器为中/高频直流变压器。

25、一种单向型直流变压器的功率循环试验方法，所述方法基于前述的任一装置实施；

26、通过调节所述陪试直流变压器中可控全桥式电力电子电路的占空比或开关频率，控制两台直流变压器对拖电路中循环功率的大小。

27、进一步地，

28、控制两台直流变压器满功率运行。

29、与现有技术相比，本公开具有如下优点：

30、在本公开中，直流电源只需提供两台直流变压器功率循环产生的损耗即可，因此在满功率运行状态下所需的直流电源容量很小。同时本公开能够等效直流变压器实际运行工况下的电压、电流应力，方法简单，实用性强。

31、本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种单向型直流变压器的功率循环试验装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

9.一种单向型直流变压器的功率循环试验方法，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

技术总结本公开涉及电力电子技术领域，提供了一种单向型直流变压器的功率循环试验装置及方法，所述装置包括供电电源、被测试直流变压器和陪试直流变压器；所述被测试直流变压器和陪试直流变压器组成对拖电路；所述被测试直流变压器和陪试直流变压器为功率传输单方向限制的拓扑结构。本公开的试验装置控制简单，通过采用PWM或PFM控制循环功率的方法，能够保证直流变压器满功率运行的前提下，所需的试验电源功率很小，实用性强。技术研发人员：陈建福,赵彪,程旭,屈鲁,陈勇,陈宇硕,刘振国,段金沛,张黎,赵晓燕,余占清,杨锐雄,裴星宇,李建标,吴宏远,刘尧受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司珠海供电局技术研发日：技术公布日：2024/9/29