[发明专利]一种模块化多电平换流阀的稳态试验装置和方法

说明书

本发明提供了一种模块化多电平换流阀的稳态试验装置和方法，装置包括负载电抗器、试品阀、辅助阀、水冷装置、直流电源、控制装置以及保护装置，电抗器的电流交流分量和电流直流分量能够单独控制，且稳态试验电路结构简单。本发明提供的稳态试验方法通过在充电阶段和试验阶段对辅助阀和试品阀进行解锁或闭锁控制，并在不同阶段对辅助阀和试品阀中的支撑电容进行充电，实现模块化多电平换流阀的稳态试验；本发明只通过直流电源设有的N个输出接口为辅助阀中的支撑电容充电和补能，而不需要单独设置另外的直流电源的为试品阀中的支撑电容充电，使得整个试验电路成本较低，且本发明能够完全再现模块化多电平换流阀实际运行工况。

技术领域

本发明涉及

背景技术

柔性直流输电相比于交流输电和传统直流输电，在运行性能上具有独特的优势。随着模块化多电平柔性直流输电换流阀技术的不断发展，柔性直流输电工程、柔性直流输电网络建设的脚步也不断加快。作为模块化多电平柔性直流输电的核心设备之一，柔性直流输电换流阀的性能决定着柔性直流输电系统的运行可靠性和稳定性，因此，保证模块化多电平柔性直流输电换流阀(即模块化多电平换流阀)的可靠性成为保证柔性直流输电系统可靠性的必要措施之一。

模块化多电平换流阀的最小功能单元是子模块，因此，柔性直流输电系统的安全稳定运行，等效为每个子模块单元均能承受柔性直流输电系统实际工况下的电气应力，并可以在此电气应力下稳定可靠运行。因此，对每一个子模块进行稳态试验是柔性直流输电子模块生产过程中必不可少的关键环节。现有技术中针对于模块化多电平换流阀的稳态试验往往设有两个直流电源，分别为充电直流电源和补能直流电源，两者均只具有一个输出接口。补能直流电源与辅助阀低压端子模块的支撑电容连接，用于给试验电路补充有功损耗；充电直流电源用于为试验回路中所有电容充电，使辅助阀和试品阀建立触发解锁的试验电压。由于辅助阀和试品阀中的子模块较多，试验回路的有功损耗较大，因此对补能直流电源的功率输出能力有很高的要求。现有技术中负载电抗器的电流交流分量和电流直流分量不能完全解耦，导致负载电抗器的电流交流分量和电流直流分量不能单独控制。且负载电抗器的电流谐波含量大，与模块化多电平换流阀的实际运行工况相差较大，不能完全再现模块化多电平换流阀实际运行工况。

发明内容

为了克服上述现有技术中负载电抗器的电流交流分量和电流直流分量不能单独控制且不能完全再现模块化多电平换流阀实际运行工况的不足，本发明提供一种模块化多电平换流阀的稳态试验装置和方法，稳态试验装置包括负载电抗器、通过负载电抗器连接的试品阀和辅助阀、用于给辅助阀和试品阀提供冷却水的水冷装置、用于给辅助阀中的支撑电容充电的直流电源、用于通过光纤向辅助阀和试品阀发送解锁命令和闭锁命令并控制辅助阀和试品阀各自输出电压的相位角以及直流电源的输出电压的控制装置以及用于在稳态试验装置发生故障时对稳态试验装置进行保护的保护装置，并通过在充电阶段和试验阶段对辅助阀和试品阀进行解锁或闭锁控制，实现对模块化多电平换流阀的稳态试验，并能够完全再现模块化多电平换流阀实际运行工况。

负载电抗器的电流交流分量和电流直流分量可以完全解耦

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种模块化多电平换流阀的稳态试验装置，包括负载电抗器、通过负载电抗器连接的试品阀和辅助阀、水冷装置、直流电源、控制装置和保护装置；

所述水冷装置，用于给辅助阀和试品阀提供冷却水；

所述直流电源，用于给辅助阀中的支撑电容充电；

所述控制装置，用于通过光纤向辅助阀和试品阀发送解锁命令和闭锁命令，并控制辅助阀和试品阀各自输出电压的相位角以及直流电源的输出电压；

所述保护装置，用于在稳态试验装置发生故障时对稳态试验装置进行保护。

所述辅助阀和试品阀均包括N个串联的子模块；