[發(fā)明專利]柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置和試驗方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010224882.5
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111273113A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉漢軍;林衛(wèi)星;張軍;趙玲;趙宇
• 申請（專利權(quán)）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(zé)任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

本發(fā)明公開了一種柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置和試驗方法，所述試驗裝置包括交流電源、變壓器、整流電路、充電開關(guān)、限流電阻、負(fù)載電感、第一試驗閥段、第二試驗閥段、補能模塊、補能二極管、補能開關(guān)、分布式耗能閥段及限流電感；所述試驗方法分為不控充電階段、循環(huán)充電階段、解鎖運行升壓升流階段、穩(wěn)態(tài)均壓階段四個階段，分布式耗能閥段隨著試驗閥段同步帶電，兩個試驗閥段解鎖運行狀態(tài)下開展分布式耗能閥段穩(wěn)態(tài)均壓試驗。本發(fā)明解決了分布式耗能裝置穩(wěn)態(tài)均壓試驗的問題，試驗方法經(jīng)濟(jì)便捷且易實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置和試驗方法。

背景技術(shù)

我國幅員遼闊，風(fēng)資源豐富，將風(fēng)電送出能很好的緩解我國能源緊張的局勢。對于遠(yuǎn)海風(fēng)電送出，柔性直流輸電成為目前風(fēng)電送出的最優(yōu)解決方案。新能源風(fēng)力發(fā)電經(jīng)柔性直流輸電系統(tǒng)并網(wǎng)，當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生交流故障時會因換流閥能量積累模塊電壓上升而造成直流電壓上升，風(fēng)力發(fā)電機因有慣性環(huán)節(jié)動作時間慢，為了配合風(fēng)機動作，需要配置耗能裝置限制直流電壓上升，保護(hù)換流閥的安全。而分布式耗能裝置因具有較低的電流變化率、較低的電壓變化率、耗能模塊無需一致觸發(fā)、取能電源供電簡便、開發(fā)設(shè)計傳承性高等優(yōu)勢使其成為耗能的優(yōu)先選擇。分布式耗能裝置在設(shè)計過程中需要進(jìn)行充分的試驗驗證，而分布式耗能裝置因為研究起步較晚，缺乏相應(yīng)的試驗方法和試驗裝置。若在試驗中將分布式耗能裝置與換流閥進(jìn)行匹配，在驗證極端耗能時需要給試驗系統(tǒng)配置很大的容量，而很多廠區(qū)很難達(dá)到這樣的要求，且試驗系統(tǒng)復(fù)雜，操作難度大，風(fēng)險高，因此亟需一種既經(jīng)濟(jì)便捷又易實現(xiàn)的方法解決分布式耗能裝置試驗的問題，滿足分布式耗能裝置的功能測試，以測試分布式耗能裝置的穩(wěn)態(tài)均壓能力和抑制直流電壓的能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置和試驗方法，以對分布式耗能裝置在設(shè)計過程中進(jìn)行充分的試驗驗證。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置，包括第一試驗閥段、第二試驗閥段、補能模塊、負(fù)載電感L1、限流電感L2、交流電源、變壓器T、整流電路、充電回路開關(guān)S1和補能模塊開關(guān)S2；第一試驗閥段和第二試驗閥段均包含多個級聯(lián)的功率模塊；

交流電源經(jīng)變壓器T和整流電路轉(zhuǎn)換為直流電壓，第一試驗閥段形成第一支路，第二試驗閥段與補能模塊串聯(lián)后形成第二支路，待試驗的分布式耗能閥段與限流電感L2串聯(lián)形成第三支路，第一支路與第三支路并聯(lián)后經(jīng)負(fù)載電感L1與第二支路并聯(lián)形成并聯(lián)支路，并聯(lián)支路然后再經(jīng)充電開關(guān)S1并聯(lián)在整流電路的直流側(cè)；補能模塊9經(jīng)補能二極管D2和補能開關(guān)S2并聯(lián)到整流電路直流側(cè)。

進(jìn)一步的，功率模塊包括電容C和兩個IGBT，兩個IGBT兩端均反并聯(lián)有一個二極管D，電容C并聯(lián)在兩個IGBT連接形成的支路兩端。

進(jìn)一步的，補能模塊包括電容C9、IGBT T91和IGBT T92，IGBT T91和IGBT T92兩端分別反并聯(lián)有二極管D91和二極管D912，電容C9并聯(lián)在IGBT T91和IGBT T92連接形成的支路兩端。

進(jìn)一步的，補能模塊的電容C9經(jīng)補能二極管D2和補能開關(guān)S2并聯(lián)到整流電路直流側(cè)。

進(jìn)一步的，變壓器T為升壓分裂變壓器。

進(jìn)一步的，并聯(lián)支路和充電開關(guān)S1之間連接有限流電阻R1。

基于上述的一種柔性直流輸電系統(tǒng)分布式耗能裝置的試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、不控充電階段：斷開補能模塊開關(guān)S2，閉合充電開關(guān)S1，抬升交流電源電壓，進(jìn)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(wěn)定帶電，此時第一試驗閥段、第二試驗閥段串聯(lián)補能模塊和分布式耗能閥段為并聯(lián)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；