[發明專利]柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置和試驗方法

在審

• 申請號: 202010224882.5
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111273113A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉漢軍;林衛星;張軍;趙玲;趙宇
• 申請（專利權）人: 特變電工西安柔性輸配電有限公司;特變電工新疆新能源股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

1.一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，包括第一試驗閥段(7)、第二試驗閥段(8)、補能模塊(9)、負載電感L1、限流電感L2、交流電源、變壓器T、整流電路(3)、充電回路開關S1和補能模塊開關S2；所述第一試驗閥段(7)和第二試驗閥段(8)均包含多個級聯的功率模塊；

所述交流電源經變壓器T和整流電路(3)轉換為直流電壓，所述第一試驗閥段(7)形成第一支路，第二試驗閥段(8)與補能模塊(9)串聯后形成第二支路，待試驗的分布式耗能閥段(12)與限流電感L2串聯形成第三支路，第一支路與第三支路并聯后經負載電感L1與第二支路并聯形成并聯支路，并聯支路然后再經充電開關S1并聯在整流電路(3)的直流側；補能模塊9經補能二極管D2和補能開關S2并聯到整流電路直流側。

2.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，所述功率模塊包括電容C和兩個IGBT，兩個IGBT兩端均反并聯有一個二極管D，電容C并聯在兩個IGBT連接形成的支路兩端。

3.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，所述補能模塊(9)包括電容C9、IGBT T91和IGBT T92，IGBT T91和IGBT T92兩端分別反并聯有二極管D91和二極管D912，電容C9并聯在IGBT T91和IGBT T92連接形成的支路兩端。

4.根據權利要求3所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，所述補能模塊(9)的電容C9經補能二極管D2和補能開關S2并聯到整流電路直流側。

5.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，所述變壓器T為升壓分裂變壓器。

6.根據權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置，其特征在于，所述并聯支路和充電開關S1之間連接有限流電阻R1。

7.基于權利要求1所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、不控充電階段：斷開補能模塊開關S2，閉合充電開關S1，抬升交流電源電壓，進行不控充電，將兩個試驗閥段的模塊電壓抬升至取能電源可穩定帶電，此時第一試驗閥段、第二試驗閥段串聯補能模塊(9)和分布式耗能閥段(12)為并聯接線方式，三個閥段的模塊各自平均分配整流電路輸出的電壓；

步驟2、循環充電階段：降低交流電源電壓，使整流電路輸出電壓與第一試驗閥段模塊電壓相同，第一試驗閥段和第二試驗閥段切換為一對一循環充電模式，此時兩個試驗閥段端口電壓低于分布式耗能閥段模塊電壓之和，分布式耗能模塊中的通流二極管D1承受反壓截止，兩個試驗閥段不對分布式耗能閥段模塊充電，分布式耗能模塊處于自放電狀態，分布式耗能模塊電壓短時基本不變；

步驟3、解鎖運行升壓升流階段：斷開充電回路開關S1，閉合補能模塊開關S2，兩個試驗閥段解鎖運行，同步控制交流電源電壓和兩個試驗閥段間相位角斜率上升，使第一試驗閥段和第二試驗閥段模塊電壓、分布式耗能模塊電壓和負載電感L1電流上升至設定值；

步驟4、穩態均壓階段：當分布式耗能閥段的分布式耗能模塊電壓高于設定值上限時，高電壓的耗能模塊通過耗能電阻R1放電，當耗能模塊電壓放電到設定值下限時停止放電；循環反復，模擬分布式耗能閥段穩態均壓試驗；使耗能模塊電壓設定值逐步下降，以測試分布式耗能裝置抑制直流電壓的能力。

8.根據權利要求7所述的一種柔性直流輸電系統分布式耗能裝置的試驗裝置的試驗方法，其特征在于，所述步驟4中，以每秒降低0.1kV的速率使耗能模塊電壓設定值逐步下降。