[发明专利]电力系统大容量装备大能量承受能力考核装置及方法

说明书

本发明提供了一种电力系统大容量装备大能量承受能力考核装置及方法，所述考核装置包括：并联连接的大电感电源支路、换流支路3和电阻支路4；所述考核装置与被测试品6串联；电感2和低压大电流源1的设计，解决了长久以来电力系统中暂态大能量应力复现的难题，使电力电子设备大能量冲击承受能力考核成为可能；具备能量100％充分释放特性，提高了大能量冲击试验中的能量利用率；换流支路3的设计，实现大能量的精准注入，拓展了大电感电源的使用范围；电阻支路4的设计，具备大能量耗散能力，实现被测试品6的过压保护和能量吸收；根据被测试品6类型调整试验电路拓扑、增减支路数目，可以适应电力系统中不同的大能量电力电子设备的考核。

技术领域

本发明属大容量电力电子装备技术领域，具体涉及一种电力系统大容量装备大能量承受能力考核装置及方法。

背景技术

柔性直流输电和直流电网技术为完善电网主网架、补强电网功能短板提供了新一代的解决方案，是电力能源领域最前沿的技术之一。

柔性直流输电和直流电网系统主要基于电力系统电力电子设备，与传统的交流电网系统完全不同，其系统惯量很小。为优化系统暂态工况，柔性直流输电和直流电网系统中会引入一些调节或承受能量的设备，用于增强系统的暂态运行调整能力。例如直流断路器，可控电阻器，可控避雷器等等。这些设备都需要与直流系统之间进行大量的能量交换，交换能量等级从数MJ到数百MJ不等。而且，如此大规模的能量往往都在数个至数十个毫秒内施加到设备上，给柔性直流输电和直流电网系统中的设备造成极大的冲击。

柔性直流输电和直流电网系统中大能量设备的增多，给电力系统设备试验带来了巨大挑战，因为常规交流电网系统中的高压设备试验通常着重单独复现大电流或高电压应力，而不需要复现如此巨大的能量应力，所以现有的试验装置没有能满足这些大能量设备的能量应力考核。为验证电力电子设备设计的合理性和正确性，准确反映其能量(电、磁、热综合效应)处理性能，开展大能量试验装置研制迫在眉睫。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明设计一种电力系统大容量装备大能量承受能力考核装置，所述考核装置包括：

并联连接的大电感电源支路、换流支路3和电阻支路4；

所述考核装置与被测试品6串联。

优选的，所述大电感电源支路，包括：

串联连接的电感2、低压大电流源1和装置开关5；

所述电感2的感值大于1H，耐受大电流至少为10min，耐受高电压至少为100ms；

所述低压大电流源1的调节范围在1—10kA，耐受大电流至少为10min。

优选的，所述换流支路3，包括：

串联连接的全控电力电子器件。

优选的，所述电阻支路4，包括：

串联连接的晶闸管、过压判定回路。

优选的，所述被测试品6的类型包括：

高压直流断路器7、可控电阻器8和可控避雷器9。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种电力系统大容量装备大能量承受能力考核方法，所述考核方法采用所述考核装置进行考核，所述考核方法包括：

为接入被测试品6的考核装置中的大电感电源支路进行充电，直到电流达到设定值；

触发换流支路3，大电感电源支路向所述被测试品6馈入能量，直至大电感电源支路电流下降至零，当能量未被馈入到被测试品6时，能量转移至电阻支路4，电阻支路4进行能量耗散；

根据耐受时间和能量设定值对被测试品6的能量承受能力进行考核。