[发明专利]一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法

说明书

本发明涉及一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，其中试验系统包括并联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路，第一试验支路中串设有第一辅助阀和可调负载电抗器，第二试验支路中串设有第二辅助阀；第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口。本发明通过改变第一试品阀和第二试品阀的控制逻辑，控制改变流经第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流，在一次试验中同时验证第一试品阀和第二试品阀中的2个功率器件，试验效率提高了50％。

技术领域

本发明涉及一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，属于柔性直流输电、电力电子技术领域。

背景技术

电压源换流器因具有良好的交流电压支撑和快速有功功率、无功功率解耦的潮流控制能力，使得其在发电、输电、变电、配电和用电领域得到了全面的应用。随着柔性直流输电系统电压等级和容量的提升以及应用场景的多样化，适用于架空线路的柔性直流换流阀在中国乃至世界都有着十分迫切的需求。

当柔性直流输电采用架空线时，因雷击等原因发生直流线路瞬时性短路故障的概率大大增加，而基于全桥子模块的柔性直流换流阀具有直流故障自清除能力，能有效解决架空线应用难题。

在柔性直流输电在运行工程中，会发生过压、过流的恶劣工况，而过流关断试验的目的是在过电流下，验证换流阀的设计是否正确。公布号为CN105223499A的中国专利公开了一种柔性直流输电工程电压源换流阀IGBT过流关断试验方法，对过流关断试验系统和试验方法进行阐述，但存在以下不足：(1)使用了一个辅助阀组件对试品阀进行测试，辅助阀有n个子模块组成，增加了试验设备的成本；(2)该装置使用了陪试阀和短路支路，每次实验只能对一个试品阀进行测试，测试效率低；(3)辅助阀采用半桥子模块，只能开展试品为半桥子模块的换流阀试验，适用度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，用于解决每次试验只能对一个试品阀进行测试试验效率较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统，包括并联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路，所述第一试验支路中串设有第一辅助阀和可调负载电抗器，所述第二试验支路中串设有第二辅助阀；所述第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，所述第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口。

在上述适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统的基础上，本发明还提供了一种柔直换流阀过流关断试验方法，步骤如下：

确定第一试品阀以及第二试品阀中对应需要验证的功率器件；

利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电；

控制投入第一辅助阀和第一试品阀，控制切除第二辅助阀和第二试品阀，以生成流经负载电抗器、第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流；

在短路电流达到试验要求的过流关断值后，控制切除第一辅助阀和第一试品阀，控制闭锁第二辅助阀和第二试品阀，使得流经第一试品阀中需要验证的功率器件和第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流逐渐下降，直至短路电流变为零。

进一步的，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电前，还包括根据过流关断试验中要求的电流变化率，调节负载电抗器。

进一步的，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电后，还包括调节第一试品阀和第二试品阀两端输出的电压幅值和相位差，使第一试品阀和第二试品阀运行于热稳定电流。

本发明的有益效果是：