[发明专利]一种柔性直流换流阀型式试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种柔性直流换流阀型式试验装置及方法，涉及柔性直流输电技术领域，所述装置包括第一试品阀段、第二试品阀段、变压器T、电容C1和交流谐振电路、开关K01和交流试验电源S。将两个试品阀段经变压器二次绕组和电容器并联连接，组成试验电流通路。利用谐振电路分离试品阀段电流的直流分量和交流分量，使变压器二次绕组所在的补能支路仅通过交流分量，避免了变压器绕组的磁饱和。实现仅通过一个交流变压器或调压器的二次绕组进行试品阀段的充电和稳态运行，避免配置额外的直流补能电源和预充电电源，主回路简单可靠。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流换流阀型式试验装置及方法。

背景技术

柔性直流输电换技术近年来快速发展，其电压等级和容量不断提高，应用领域也从配电网发展到主干网，并广泛应用于大规模风电场、太阳能等新能源并网，异步互联等领域，柔性直流输电换流阀通常采用半桥功率单元或全半桥功率单元串联结构，即模块化多电平拓扑。换流阀每个桥臂由多个阀段组成，每个阀段包含多个功率单元，通常为6～8个。工程中，换流阀的可靠性至关重要，直接决定了柔性直流输电系统的可靠性，在一定程度上影响着电力系统的安全稳定运行。为了保证在柔性直流输电系统的各种工况中，柔直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标准，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。

但目前的型式试验装置复杂且工作不稳定，需要额外配置直流电源和额外的补能装置。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种柔性直流换流阀型式试验装置及方法，其仅需要两个试品阀段经谐振电路并联连接构成电流通路，即可实现稳态运行，利用单一交流电源即可实现试品阀段和充电、补能，不需要配置直流电源和额外的补能装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种柔性直流换流阀型式试验装置，包括第一试品阀段、第二试品阀段、变压模块电路、交流谐振电路，所述变压模块电路包括变压器T，所述变压器T具有原边绕组和副边绕组，所述原边绕组与开关K01、交流试验电源S串接，所述副边绕组与第一电容器C1、切换开关K02串联后，再与所述交流谐振电路并联，所述第一试品阀段和所述第二试品阀段一端相连接并接地，另外一端分别连接至所述交流谐振电路两端，所述交流谐振电路用于给所述第一试品阀段和所述第二试品阀段提供直流电流通路并阻断交流电流分量，所述第一试品阀段和所述第二试品阀段包括若干串联的半桥功率单元或全桥功率单元。

如上所述的柔性直流换流阀型式试验装置，进一步地，所述交流谐振电路包括并联的第二电抗器L2和第二电容器C2。

如上所述的柔性直流换流阀型式试验装置，进一步地，所述的变压器T的副边绕组至少具有三个分接头，所述分接头至少包括有高压端子、低压端子和公共端，其中，所述公共端与第一电容器C1的一端相连接，所述高压端子或低压端子与切换开关K02的一端相连接，所述变压模块电路在接入所述高压端子时的输出电压比接入所述低压端子时高且额定电流小。

如上所述的柔性直流换流阀型式试验装置，进一步地，所述半桥功率单元包括绝缘栅双极型晶体管D1、绝缘栅双极型晶体管D2，所述绝缘栅双极型晶体管D1的发射极与所述绝缘栅双极型晶体管D2的集电极串联形成半桥结构，电容器C_H、放电电阻R_H、旁路晶闸管T_rH均与所述半桥结构并联，其中，旁路晶闸管T_rH的阳极与绝缘栅双极型晶体管D1的集电极相连接，旁路晶闸管T_rH的阴极与绝缘栅双极型晶体管D2的发射极相连接，通过控制触发绝缘栅双极型晶体管的导通和关断来控制所述半桥功率单元的投入和切除。