[發明專利]柔性直流輸電換流閥穩態大功率運行試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201210507352.7
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103033701B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 姚為正;劉剛;孫健;姚釗;夏克鵬;李海鯤
• 申請（專利權）人: 許繼電氣股份有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種柔性直流輸電換流閥穩態大功率運行試驗裝置，包括隔離變壓器(TR1)、整流橋(REC1)和換流閥閥組，所述整流橋的交流輸入端連接隔離變壓器，其直流輸出端連接換流閥閥組，其特征在于，該試驗裝置還包括一個BUCK-BOOST升降壓電路，所述BUCK-BOOST升降壓電路包括一個由IGBT器件與反并聯二極管組成的第一IGBT模塊、第一電阻(R)、直流母線支撐電容(C1)和負載電抗器(L1)，第一電阻(R)與第一IGBT模塊串聯后并聯在所述整流橋(REC1)的直流輸出端，所述直流母線支撐電容(C1)并聯在第一電阻(R)與第一IGBT模塊串聯支路的兩端，且通過負載電抗器(L1)連接換流閥閥組。

2.根據權利要求1所述的柔性直流輸電換流閥穩態大功率運行試驗裝置，其特征在于，該試驗裝置還設有斷路器輸入開關(KM)、三相調壓器(TY)和濾波電抗器(LR)，所述斷路器輸入開關(KM)連接三相電源，并與三相調壓器(TY)、濾波電抗器(LR)和隔離變壓器(TR1)依次串聯。

3.根據權利要求1所述的柔性直流輸電換流閥穩態大功率運行試驗裝置，其特征在于，所述換流閥閥組由一組串聯的換流閥子模塊組成，包括投入運行的換流閥子模塊和冗余換流閥子模塊。

4.根據權利要求3所述的柔性直流輸電換流閥穩態大功率運行試驗裝置，其特征在于，所述換流閥子模塊由子模塊旁路開關、IGBT模塊T1n、IGBT模塊T1m、晶閘管、子模塊電容和第二電阻組成，所述IGBT模塊T1n和IGBT模塊T1m均由一個IGBT器件和一個反并聯的二極管組成，所述IGBT模塊T1n和IGBT模塊T1m串聯，第二電阻與子模塊電容依次并聯在由IGBT模塊T1n和IGBT模塊T1m組成的串聯支路的兩端，子模塊旁路開關、晶閘管依次并聯在IGBT模塊T1m的兩端。

5.一種如權利要求4所述的試驗裝置的試驗方法，其特征在于，步驟如下:

(1)設定子模塊電容電壓并計算直流母線支撐電容(C1)電壓，閉合試驗裝置交流側斷路器輸入開關(KM)，試驗裝置開始啟動；

(2)當直流母線支撐電容(C1)電壓達到計算出的電壓值時，控制直流母線經負載電抗器(L1)向各串聯的換流閥子模塊的子模塊電容充電，直到各子模塊電容電壓均達到設定電壓值時，試驗裝置啟動完畢；

(3)試驗裝置啟動完畢后，對各串聯換流閥子模塊的IGBT器件發觸發脈沖，由各串聯的換流閥子模塊的子模塊電容經負載電抗器(L1)向直流母線放電， 之后，試驗裝置不斷重復換流閥子模塊的子模塊電容充放電過程，電路進入穩態運行狀態；

(4)當試驗運行過程中檢測到換流閥閥組中的一個換流閥子模塊故障時，閉合該故障換流閥子模塊的子模塊旁路開關，將該故障換流閥子模塊旁路，同時，將一個冗余換流閥子模塊的子模塊旁路開關斷開，將其投入運行；

(5)閉鎖換流閥子模塊IGBT器件的觸發脈沖，輸出泄放回路IGBT器件觸發脈沖，將直流母線支撐電容(C1)能量釋放完畢，試驗結束；或者，斷開斷路器輸入開關(KM)，通過由直流母線支撐電容(C1)和負載電抗器(L1)組成的LC回路將系統能量釋放完畢，試驗結束；

(6)當一組換流閥子模塊測試完成之后，可更換下一組待測試的換流閥子模塊，重新執行步驟(1)～(5)。

6.根據權利要求5所述的試驗方法，其特征在于，所述直流母線支撐電容(C1)電壓的計算方法為：U_dc＝U_c·n_SM/2，其中，U_dc為直流母線支撐電容(C1)電壓，U_c換流閥子模塊的子模塊電容電壓，n_SM為試驗投入運行的換流閥子模塊個數。

7.根據權利要求5所述的試驗方法，其特征在于，步驟(3)中對換流閥子模塊的脈沖調制采用的是移相脈寬調制方式。