[發明專利]一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置和方法

無效

• 申請號: 201310652351.6
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103728508A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 李春平;客金坤;賀之淵;楊衛剛;鄧衛華;池浦田;夏方;戰勝林
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司大連供電公司;國網智能電網研究院;中電普瑞電力工程有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種裝置和方法，具體涉及一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置和方法。

背景技術

模塊化多電平柔性直流輸電系統，主要由多個子模塊串并聯組成的。每個子模塊由電容器、急速真空開關、IGBT、SCR、取能電源、子模塊中央控制器等組成；大容量模塊化多電平柔性直流輸電系統是由多個子模塊組成的，甚至可達到3000個。每個模塊在組成柔性直流輸電系統之前，都要經過模擬實際工況的額定電壓、電流長時間穩態運行測試。

對于大容模塊化多電平柔性直流輸電系統每個子模塊的功率相應的也比較大，所要承受的電壓、電流都比較大，通過普通的有功實驗方法測試子模塊的電壓、電流會帶來巨大的電能浪費和發熱問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置和方法，通過測試控制系統控制被測子模塊和儲能電抗器之間的無功交換，模擬子模塊在柔性直流輸電系統工況運行的電壓、電流應力。通過長時間穩態運行測試子模塊的功率器件是否合格及組裝的正確性。通過交換無功測試方法可以節約有功損耗節約電能，在無功交換過程中存在一定的線路損耗，需要補能裝置對其損耗的電能進行補能。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置，所述裝置包括控制系統、被測子模塊、預充電接觸器、儲能電抗器和補能電源；所述被測子模塊包括子模塊SM1和子模塊SM2；所述控制系統通過光纖與所述子模塊SM1和子模塊SM2分別進行通訊，所述預充電接觸器和儲能電抗器均與所述子模塊SM1和子模塊SM2串聯，所述補能電源與子模塊SM1和子模塊SM2分別并聯。

所述控制系統包括上位機和控制機箱；所述控制機箱通過光纖與子模塊SM1和子模塊SM2進行通訊，通過上位機的操作，完成被測子模塊的測試。

所述子模塊SM1和子模塊SM2均包括帶反并聯二極管的IGBT、晶閘管、旁路開關和儲能電容；所述IGB與所述晶閘管、旁路開關及儲能電容分別并聯。

所述儲能電抗器兩端分別連接所述子模塊SM1的IGBT和子模塊SM2的IGBT；在子模塊進行高電壓大電流測試時，所述儲能電抗器與被測子模塊的儲能電容進行無功交換。

所述儲能電抗器為交流空心電抗器。

所述預充電接觸器兩端分別連接所述子模塊SM1的儲能電容和子模塊SM2的儲能電容。

所述補能電源用于對被測子模塊進行預充電，同時補充被測子模塊和儲能電抗器無功交換過程中的電能損耗。

本發明還提供一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：通過所述補能電源將所述子模塊SM1和子模塊SM2的儲能電容的電壓預充電到額定值；

步驟2：斷開所述預充電接觸器；

步驟3：所述控制系統通過光纖和子模塊SM1和子模塊SM2分別進行通訊，控制子模塊SM1和子模塊SM2各自IGBT的開通和關斷，使子模塊SM1和子模塊SM2產生相位相差180°的正弦脈寬調制波；

步驟4：進行電流應力和電壓應力測試。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1.通過子模塊和儲能電抗器之間的無功交換實現對大容量子模塊電流電壓應力的測試，避免了電能損耗；

2.通過調節儲能電抗器的大小，可以實現對不同電流應力的測試，對不同容量的子模塊都適用；

3.可以同時測試兩個子模塊的電壓、電流應力可以節約測試時間，特別是對于大容量模塊化多電平柔性直流輸電子模塊數量較多時。

附圖說明

圖1是用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置結構圖；

圖2是用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1，本發明提供一種用于MMC柔性直流子模塊穩態運行的測試裝置，所述裝置包括控制系統、被測子模塊、預充電接觸器、儲能電抗器和補能電源；所述被測子模塊包括子模塊SM1和子模塊SM2；所述控制系統通過光纖與所述子模塊SM1和子模塊SM2分別進行通訊，所述預充電接觸器和儲能電抗器均與所述子模塊SM1和子模塊SM2串聯，所述補能電源與子模塊SM1和子模塊SM2分別并聯。

所述控制系統包括上位機和控制機箱；所述控制機箱通過光纖與子模塊SM1和子模塊SM2進行通訊，通過上位機的操作，完成被測子模塊的測試。