[发明专利]采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法

说明书

本发明提供一种采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法，所述装置包括试品阀1、试品阀2、电容CL、变压器T1、环流抑制电抗L01、开关K01和交流试验电源S0。所述的试品阀1和试品阀2一端相连并接地，另外一端分别接在环流抑制电抗L01的两边，变压器T1的副边绕组与电容CL串联后，一端接地，另外一端接环流抑制电抗L01的任何一端，变压器T1的原边绕组与开关K01串接之后与交流试验电源S0相连接。利用串联在回路中的电容来承担换流阀端间的直流电压分量，依靠普通变压器对试验系统进行充电、补能，不需要配置直流电源，不需要额外的补能阀。变压器可以简单用一个小功率的单相变压器实现，或者一个调压器来实现，主回路简单可靠。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电和电力电子应用技术领域，特别涉及采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法。

背景技术

基于MMC电压源换流器的柔性直流输电系统具有向无源系统或者弱交流系统供电、有功和无功快速独立控制、易于构成多端网络和环境友好等优异性能，并且MMC-HVDC系统的输送电压谐波含量极低，无需再配置额外的滤波器，使得基于MMC的柔性直流输电在输电领域有着广泛的应用前景。而MMC-HVDC的核心部件功率单元模块是整个柔性直流输电换流阀的最小单元，功率单元模块组成阀段，由阀段组成换流阀的6个桥臂。

换流阀的可靠性直接决定了柔性直流输电系统的可靠性。为了保证在柔性直流输电系统的各种工况中，换流阀能够可靠运行，IEC标准规定了对换流阀阀段进行的型式试验，其中包含了稳态运行试验。这是柔性直流输电工程设计环节中不可缺少的重要环节，是整个柔直系统后期安全稳定持久运行的重要保证。

根据实际运行工况的要求和IEC标准的规定，在试验过程中，换流阀两端的电压一般包括直流电压分量和交流电压分量，在典型的设计下，直流电压分量相当于阀段额定电压的一半，而交流电压分量的幅值约等于阀段额定电压的一半。为了给阀段供电，同时产生所需要的直流电压分量，目前公开的所有方法都依靠高压直流电源或额外的换流阀，明显增加了试验成本。

公开号为CN105372586A的中国专利“一种柔性直流输电电压源换流器阀运行试验装置”中的方法需要额外的高压直流整流电源及额外的一个补能桥臂，明显增大了试验装置的成本，而且因为系统不对称，控制复杂。

公开号为CN106546852A的中国专利“一种MMC换流阀稳态运行试验电路及其控制方法”，则需要额外的两个柔直桥臂进行补能，同时也需要高压直流整流电源进行供电，明显增大了试验成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法，充分利用串联在回路中的电容来承担换流阀端间的直流电压分量，依靠普通变压器对试验系统进行充电、补能，不需要配置直流电源，不需要额外的补能阀。所需的变压器，可以简单用一个小功率的单相变压器实现，或者一个调压器来实现，主回路简单可靠。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置，包括试品阀1、试品阀2、电容CL、变压器T1、环流抑制电抗L01、开关K01和交流试验电源S0。

所述的试品阀1和试品阀2一端相连并接地，另外一端分别接在环流抑制电抗L01的两边，变压器T1的副边绕组与电容CL串联后，一端接地，另外一端接环流抑制电抗L01的任何一端，变压器T1的原边绕组与开关K01串接之后与交流试验电源S0相连接。

所述的变压器T1可以采用调压器，在试验过程中通过调压器的缓慢调压对试验电路进行充电。

在变压器T1和开关K01中间还可以串联有充电电阻R，并且在充电电阻R上还并联有旁路开关K02，在试验过程中通过充电电阻和旁路开关对试验电路进行充电。