[发明专利]一种柔性直流换流阀短路电流试验系统

说明书

本发明涉及一种柔性直流换流阀短路电流试验系统，包括整流单元，整流单元的输入侧用于连接电网，整流单元的输出侧通过控制开关连接储能单元，储能单元连接Buck变换器的输入端，Buck变换器的输出端用于连接待测MMC阀，Buck变换器的输出端与待测MMC阀之间通过晶闸管阀连接，储能单元、Buck变换器和晶闸管阀通过绝缘平台支撑对地绝缘。本发明通过在短路试验开始前，控制控制开关闭合，使电网通过整流单元给储能单元充电储能，储能完成后，控制控制开关断开，使储能单元与电网隔离开；在短路试验过程中，储能单元储存的电能通过Buck变换器输出可控的短路试验电流，该短路试验电流能够适应柔性直流工程试验要求，提高了短路试验结果的准确性。

技术领域

本发明涉及一种柔性直流换流阀短路电流试验系统，属于柔性直流输电换流阀试验技术领域。

背景技术

柔性直流输电(VSC-HVDC)的核心设备是柔性直流输电换流阀，也称模块化多电平换流阀(modular multiple-level converter valve，MMC valve)。MMC阀的基本组成单元称为子模块(sub-module，SM)，该子模块的电路图如图1所示。在工程应用之前，MMC阀必须进行型式试验，作为型式试验中的一项重要试验项目，短路电流试验主要考核MMC阀下部IGBT反并联二极管以及保护器件(图1中的二极管D1和旁路晶闸管T)的通流能力以及动作逻辑是否满足产品设计要求，该产品设计要求是通过研究柔性直流电网直流双极故障工况以及换流站控制保护配置得到的。

现有技术一般采用LC振荡电路构成试验系统来模拟柔性直流输电系统发生直流双极短路故障时流过MMC阀的电流，其试验电流变化曲线如图2所示。LC振荡方案产生的试验电流为标准的正弦单流波叠加衰减电流波，可控的量为电流峰值、振荡频率；然而此方案存在以下缺点：1)电流振荡过程中必然产生能量损失，导致每个周期电流峰值下降且不可控；2)试验电流持续时间一般为数百毫秒，不能满足工程特殊试验时间要求；3)试验电流不能闭环控制。由于上述缺点的存在，使得现有基于LC振荡电路所产生的短路电流幅值衰减过大，注入电流能量不能满足工程特殊要求，导致短路试验结果不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流换流阀短路电流试验系统，用于解决现有基于LC振荡电路的短路试验结果不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性直流换流阀短路电流试验系统，包括整流单元，整流单元的输入侧用于连接电网，整流单元的输出侧通过控制开关连接储能单元，储能单元连接Buck变换器的输入端，Buck变换器的输出端用于连接待测MMC阀，所述Buck变换器的输出端与待测MMC阀之间通过晶闸管阀连接，储能单元、Buck变换器和晶闸管阀通过绝缘平台支撑对地绝缘。

本发明的有益效果是：在短路试验前，通过控制控制开关闭合，电网通过整流单元给储能单元供电储能，储能完成后，控制控制开关断开，使储能单元与电网隔离开；在短路试验过程中，储能单元储存的电能通过Buck变换器输出可控的短路试验电流，该短路试验电流能够适应柔性直流工程试验要求，提高了短路试验结果的准确性；同时，Buck变换器的输出端通过晶闸管阀与待测MMC阀进行连接，可以有效保护Buck变换器、储能单元等前级设备免受试品高电压冲击，储能单元、Buck变换器和晶闸管阀通过绝缘平台支撑，可以有效实现对地绝缘。

进一步的，为了实现串联分压，所述晶闸管阀由设定数量的晶闸管串联压接构成。

进一步的，为了可靠输出试验短路电流，所述Buck变换器的输出端包括第一接线端和第二接线端，第一接线端通过晶闸管阀用于与待测MMC阀高电位端连接，第二接线端用于与待测MMC阀低电位端连接。

进一步的，为了实现大容量储能，所述储能单元为超级电容。

附图说明

图1是现有技术MMC阀的子模块的电路图；

图2是现有技术采用LC振荡电路构成试验系统输出的短路试验电流波形；