[發(fā)明專利]一種電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010115738.8
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN113376453A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 殷冠賢;朱銘煉;謝曄源;歐陽有鵬;姜田貴
• 申請（專利權(quán)）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法。常規(guī)的電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法，無法滿足電壓源換流器子模塊故障時的應力等效要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：在電壓源換流器閥組試驗裝置上進行子模塊的故障保護試驗，滿足試驗時的電壓源換流器子模塊的電壓應力、電流應力和故障保護部件動作動態(tài)過程與現(xiàn)場運行工況一致，實現(xiàn)對電壓源換流器子模塊故障保護的試驗考核。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性直流輸配電領(lǐng)域，具體涉及一種電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法。

背景技術(shù)

大功率電力電子產(chǎn)品被廣泛地應用于智能電網(wǎng)的建設，成為現(xiàn)代全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，特別是電壓源換流器在直流輸電和無功補償領(lǐng)域得到廣泛應用，以往電壓源換流器是多為兩電平或三電平換流器，隨著大功率電力電子產(chǎn)品的需求往電壓更高、功率容量更大的方向發(fā)展，兩電平或三電平技術(shù)已經(jīng)滿足不了日益增加的電壓和容量的需求，越來越多的大功率電力電子產(chǎn)品采用模塊化多電平拓撲，例如在高壓大功率領(lǐng)域的柔性直流輸電電壓源換流器或鏈式靜止同步補償器多采用模塊化多電平拓撲。

基于模塊化多電平的電壓源換流器具有經(jīng)濟、環(huán)保、高效、使用方便、控制靈活、諧波小、適用性強等特點，可大大減少或省去輸出濾波電路，可以很好地改善電能質(zhì)量，運用到各種場合，特別是用于污染性大和傳統(tǒng)輸電難于解決的獨立負荷。因此對電壓源換流器中主要由可關(guān)斷半導體器件組成的子模塊進行與實際現(xiàn)場等效的故障保護試驗，是提高電壓源換流器可靠性的重要試驗手段。

電壓源換流器子模塊在故障時，由子模塊的故障保護部件動作，使子模塊呈現(xiàn)短路失效模式，從電壓源換流器系統(tǒng)中切除，保證柔性直流換流閥繼續(xù)穩(wěn)定運行，通常采用保護晶閘管和保護開關(guān)用于實現(xiàn)運行期間電壓源換流器子模塊故障子模塊的故障保護。目前現(xiàn)有電壓源換流器子模塊的故障保護試驗都是在單個子模塊試驗裝置上模擬進行，與實際現(xiàn)場電壓源換流器子模塊故障時候的電壓應力、電流應力和故障保護部件動作動態(tài)過程不等效，無法滿足電壓源換流器子模塊故障保護試驗要求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法，可在電壓源換流器閥組試驗裝置上進行子模塊的故障保護試驗，滿足試驗時的電壓源換流器子模塊的電壓應力、電流應力和故障保護部件動作動態(tài)過程與現(xiàn)場運行工況一致，實現(xiàn)對電壓源換流器子模塊故障保護的試驗考核。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種電壓源換流器子模塊故障保護試驗方法，上述方法用試驗裝置包括補能電源、充電電源、穩(wěn)態(tài)電抗、補能開關(guān)、閥充電開關(guān)和至少兩個閥組；每個所述閥組由至少一個電壓源換流器子模塊組成，多個電壓源換流器子模塊之間串聯(lián)連接，不同閥組之間一端直接相連、另一端通過所述穩(wěn)態(tài)電抗相連；所述補能電源和所述補能開關(guān)串聯(lián)后再與所述閥組中的任一電壓源換流器子模塊的直流電容并聯(lián)，所述充電電源和所述閥充電開關(guān)串聯(lián)后再與所述閥組并聯(lián)；所述補能電源、充電電源、閥組共同相連的一端接地；其特征在于，上述方法包括下述步驟：

A、閉合閥充電開關(guān)，充電電源對閥組中的所有子模塊的電容充電；

B、當子模塊的電容電壓達到設定值時斷開閥充電開關(guān)，斷開閥充電開關(guān)后閉合補能開關(guān)，投入補能電源；

C、觸發(fā)閥組中的所有子模塊按照控制策略投切并工作在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)；

D、設定閥組中要進行故障保護試驗的待測子模塊序號，控制該序號對應的子模塊閉鎖，且該序號對應的子模塊不參與閥組子模塊電壓排序，試驗裝置的其余子模塊正常解鎖，保持試驗裝置繼續(xù)工作在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)；

E、當設定序號對應的待測子模塊的電容電壓達到故障保護設定值后，該序號對應的子模塊故障保護部件動作，斷開補能開關(guān)、退出補能電源、退出充電電源，閉鎖裝置，試驗結(jié)束。

上述子模塊故障保護部件包含至少一個保護晶閘管和至少一個保護開關(guān)，所述保護晶閘管和所述保護開關(guān)并聯(lián)于待測子模塊的交流輸出端口。