[发明专利]柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，包括第一试验阀段(7)、第二试验阀段(8)、补能模块(9)、负载电感L1、限流电感L2、交流电源、变压器T、整流电路(3)、充电回路开关S1和补能模块开关S2；所述第一试验阀段(7)和第二试验阀段(8)均包含多个级联的功率模块；

所述交流电源经变压器T和整流电路(3)转换为直流电压，所述第一试验阀段(7)形成第一支路，第二试验阀段(8)与补能模块(9)串联后形成第二支路，待试验的分布式耗能阀段(12)与限流电感L2串联形成第三支路，第一支路与第三支路并联后经负载电感L1与第二支路并联形成并联支路，并联支路然后再经充电开关S1并联在整流电路(3)的直流侧；补能模块9经补能二极管D2和补能开关S2并联到整流电路直流侧。

2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，所述功率模块包括电容C和两个IGBT，两个IGBT两端均反并联有一个二极管D，电容C并联在两个IGBT连接形成的支路两端。

3.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，所述补能模块(9)包括电容C9、IGBT T91和IGBT T92，IGBT T91和IGBT T92两端分别反并联有二极管D91和二极管D912，电容C9并联在IGBT T91和IGBT T92连接形成的支路两端。

4.根据权利要求3所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，所述补能模块(9)的电容C9经补能二极管D2和补能开关S2并联到整流电路直流侧。

5.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，所述变压器T为升压分裂变压器。

6.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置，其特征在于，所述并联支路和充电开关S1之间连接有限流电阻R1。

7.基于权利要求1所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、不控充电阶段：断开补能模块开关S2，闭合充电开关S1，抬升交流电源电压，进行不控充电，将两个试验阀段的模块电压抬升至取能电源可稳定带电，此时第一试验阀段、第二试验阀段串联补能模块(9)和分布式耗能阀段(12)为并联接线方式，三个阀段的模块各自平均分配整流电路输出的电压；

步骤2、循环充电阶段：降低交流电源电压，使整流电路输出电压与第一试验阀段模块电压相同，第一试验阀段和第二试验阀段切换为一对一循环充电模式，此时两个试验阀段端口电压低于分布式耗能阀段模块电压之和，分布式耗能模块中的通流二极管D1承受反压截止，两个试验阀段不对分布式耗能阀段模块充电，分布式耗能模块处于自放电状态，分布式耗能模块电压短时基本不变；

步骤3、解锁运行升压升流阶段：断开充电回路开关S1，闭合补能模块开关S2，两个试验阀段解锁运行，同步控制交流电源电压和两个试验阀段间相位角斜率上升，使第一试验阀段和第二试验阀段模块电压、分布式耗能模块电压和负载电感L1电流上升至设定值；

步骤4、稳态均压阶段：当分布式耗能阀段的分布式耗能模块电压高于设定值上限时，高电压的耗能模块通过耗能电阻R1放电，当耗能模块电压放电到设定值下限时停止放电；循环反复，模拟分布式耗能阀段稳态均压试验；使耗能模块电压设定值逐步下降，以测试分布式耗能装置抑制直流电压的能力。

8.根据权利要求7所述的一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置的试验方法，其特征在于，所述步骤4中，以每秒降低0.1kV的速率使耗能模块电压设定值逐步下降。