[發明專利]一種基于對拖實驗的換流閥損耗測量系統及方法

有效

• 申請號: 201910522769.2
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110187192B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 熊巖;李巖;許樹楷;朱喆;周月賓
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R21/06
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種基于閥段對拖試驗平臺的柔性直流輸換流閥的損耗測試系統及方法，系統包括閥段對拖模塊、損耗計算模塊和電流控制模塊；所述的電流控制模塊接收閥段對拖模塊的實時電流值，并輸出控制信號至閥段對拖模塊，使得對拖模塊內產生穩定的運行電流；所述損耗計算模塊接收閥段對拖模塊的電壓電流測量數據，計算閥段對拖模塊中試品閥段和陪試閥段損耗。其中閥段對拖平臺中總的損耗由補能電源輸出的直流電能提供，使得閥段對拖平臺消耗的功率能夠精確計算，避免交流供電方式導致損耗功率難以精確測量的問題，此外對于回路中負載電抗器產生的損耗，考慮了多個頻率下的電抗器有功損耗，能夠進一步保證換流閥損耗的精確計算。

技術領域

本發明涉及一種高壓大功率電力電子變流器測試方法技術領域，特別涉及一種基于對拖實驗的換流閥損耗測量系統及方法。

背景技術

柔性直流輸電換流閥通常采用模塊化多電平拓撲結構的電壓源型換流閥，其中功率模塊通常為門極可關斷的全控型功率器件(IGBT，IEGT)，柔性直流輸電技術是一種新型電力傳輸技術，與傳統的直流輸電技術相比較，具有能夠連接弱交流系統、向無源網絡供電、提高風電等新能源接入電網的穿透功率等優點。隨著近年來國內外柔性直流變流器技術的不斷發展，換流閥的電壓等級和輸電容量也不斷增大，已開始應用于我國主干網系統，其損耗特性直接影響柔性直流輸電系統效率，因此柔性直流輸電工程均對換流閥損耗特性做出了具體要求，同時換流閥損耗的準確計算也直接影響換流閥水冷系統容量的配置和成本，因此在損耗理論計算的基礎上，需要研究換流閥的損耗測量的實驗方法，對損耗的理論計算結果進行校驗。

在柔性直流輸電工程建成投運之前，由于換流閥的電壓等級和容量較高通常無法直接利用電網進行全功率測試，因此換流閥通常以換流閥組件為單位進行各種試驗和測試，對于模塊化多電平換流閥(MMC)是以閥段為單位進行測試，即由幾個功率單元串聯組成試品閥段。本發明中的損耗測量方法也針對閥段設計。在損耗測量方面由符松格申請的專利“變流器的損耗測量方法及系統.申請號：CN109459648A”中提出一種針對低壓換流器損耗測量的方法和系統，將換流閥放入封閉柜體通過測量水冷流量和溫度等參數間接測量變流器損耗。但對于模塊化多電平換流器主要受體積和模塊化結構等限制，無法將閥段裝入封閉柜體，且試品閥段電壓等級較高，實驗項目較多，閥段試驗平臺通常專門設置場地或閥廳進行相關試驗，且平臺應考慮多種試驗項目的兼容性，因此該發明所述系統和方法無法適用MMC拓撲。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發明提供一種基于對拖實驗的換流閥損耗測量系統及方法，針對現有技術中的局限性，對MMC拓撲的試品閥段給出一種基于對拖實驗平臺的損耗測量方法。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種基于對拖實驗的換流閥損耗測量系統，包括閥段對拖模塊、損耗計算模塊和電流控制模塊；所述的電流控制模塊接收閥段對拖模塊的實時電流值，并輸出控制信號至閥段對拖模塊，使得對拖模塊內產生穩定的運行電流；所述損耗計算模塊接收閥段對拖模塊的電壓電流測量數據，計算閥段對拖模塊中試品閥段和陪試閥段損耗。

所述閥段對拖模塊包括試品閥段、陪試閥段、負載電抗器、補能電源、預充電電源和水冷裝置；其中試品閥段與負載電抗器串聯后再與陪試閥段并聯，試品閥段低壓端和陪試閥段低壓端連接后直接與接地點連接，并在兩閥段低壓端連接回路中安裝電流霍爾TA01；補能電源的直流輸出端與陪試閥段第一功率模塊內電容并聯，補能電源交流輸入端與電網連接；預充電電源直流輸出端串聯隔離刀QS01后再與試品閥段并聯，預充電電源交流輸入端與電網連接。

所述補能電源為低壓可控整流器電源，預充電電源為高壓不控整流器電源。

所述試品閥段和陪試閥段均為級聯型模塊化多電平結構，是多個功率單元串聯組成。

一種基于對拖實驗的換流閥損耗測量系統的方法，包括電流控制模塊的控制方法和損耗計算模塊的計算方法。

一、所述電流控制模塊的控制方法具體如下：