一種柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明屬于柔性高壓直流輸電、電力電子技術和用戶電力技術領域，具體涉及一種柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置。
【背景技術】
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[0002]目前，我國正廣泛開展基于MMC型電壓源換流器(VSC)閥的柔性直流輸電(Flexible-HVDC)技術研究，已有± 160kV/20(Mff南澳三端柔性直流輸電工程和±200kV/400Mff舟山五端柔性直流工程投入運行，±350kV/1000Mff魯西異步聯(lián)網(wǎng)柔性直流輸電工程也進入工程實施階段。作為柔性直流輸電(Flexible-HVDC)核心設備，電壓源換流器閥電氣性能將直接影響系統(tǒng)安全可靠運行，需要通過等效的試驗方法和試驗回路對其性能進行考核。由于VSC閥基本工作原理、暫態(tài)/穩(wěn)態(tài)運行工況均與常規(guī)高壓直流輸電工程用換流器(LCC)存在較大區(qū)別，用于LCC閥的試驗裝置不能滿足對VSC閥性能考核的要求。因此，應深入研究VSC閥的工作原理、閥中電力電子器件及其組合體上的電氣應力、機械應力和熱應力等，提出相應的試驗裝置要求。同時，柔性直流輸電電壓源換流器閥普遍具有電壓高、電流大的特定，無法采用直接試驗設備構建與實際運行工況完全一致的試驗裝置進行試驗，因此，如何采用等效試驗方法構建試驗裝置對其性能進行驗證是需要解決的關鍵問題。
[0003]針對VSC閥試驗技術，國外已經(jīng)開展了很多前期工作。CIGRE B448工作組針對閥在各種工況下耐受的應力進行了詳細的闡述和分析，并提出了相關的試驗建議；IEC 62501制定了相關的閥試驗標準，但并沒有給出具體的試驗回路。國際上許多公司都在開發(fā)VSC閥的相關試驗能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置，用以完成電壓源換流器閥運行試驗。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案予以實現(xiàn):
[0006]一種柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置，包括1#試品閥Vl、2#試品閥V2、輔助閥V3、試驗電源S、試驗電容器C、試驗電抗器L1以及限流電抗器L2和L3 ;其中，
[0007]試驗電源S、限流電抗器L2串流后與試驗電容器C高壓端相連，且試驗電容器C高壓端與輔助閥V3高壓端相連，輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3后與1#試品閥VI高壓端相連，輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3、試驗電抗器L1后與2#試品閥V2高壓端相連；試驗電源S低壓端、試驗電容器C低壓端、1#試品閥VI低壓端和2 #試品閥V2低壓端連接后與試驗回路一次接地端子相連。
[0008]本發(fā)明進一步的改進在于:所述1#試品閥VI和2 #試品閥V2具有完全相同的結構，均包含η個子模塊SM，η為正整數(shù)，且η的取值為5_15。
[0009]本發(fā)明進一步的改進在于:輔助閥V3為電壓源換流器閥，包含m個子模塊SM，m為正整數(shù)，且m的取值為5-20。
[0010]本發(fā)明進一步的改進在于:所述1#試品閥Vl、2 #試品閥V2和輔助閥V3各子模塊SM均包含:并聯(lián)的半橋結構與子模塊電容器或并聯(lián)的Η橋結構與子模塊電容器、反并聯(lián)二極管或反并聯(lián)晶閘管、旁路開關和電容放電電阻。
[0011]本發(fā)明進一步的改進在于:試驗電源S分別由對應順次連接的調(diào)壓器VR、變壓器Τ和整流橋Rec組成，調(diào)壓器VR —次側(cè)與電網(wǎng)連接；其中，
[0012]試驗開始時，試驗電源S、限流電抗器L2和L3串流組成充電支路，對試驗電容器C、輔助閥V3、1#試品閥VI和2 #試品閥V2充電；
[0013]試驗過程中，試驗電源S、限流電抗器L2和L3串流組成補能支路，對輔助閥V3、l#試品閥VI和2#試品閥V2補能。
[0014]本發(fā)明進一步的改進在于:當試驗電源S對1#試品閥VI和2 #試品閥充電完成后，1#試品閥VI和2 #試品閥V2通過試驗電抗器L1形成閉環(huán)功率回路。
[0015]本發(fā)明進一步的改進在于:利用輔助閥V3平衡電網(wǎng)電壓波動。
[0016]相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0017]本發(fā)明提供的柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置利用試驗電源S、限流電抗器L2和L3對輔助閥V3、1#試品閥VI和2 #試品閥V2子模塊SM進行初始充電和運行過程中補能，利用1#試品閥VI和2 #試品閥V2各子模塊SM電容器與試驗電抗器L1之間的電磁能量交換形成閉環(huán)功率回路，通過控制1#試品閥VI和2 #試品閥V2輸出同幅不同相角的交流電壓獲得試驗電流。該電流與電壓源換流器閥實際工況等效，包含工頻基波分量、直流分量和二倍工頻分量。試驗回路所需交、直流功率閉環(huán)流動，僅從電網(wǎng)吸收較少的損耗功率。
[0018]本發(fā)明描述的試驗裝置能夠提供與1#試品閥VI和2 #試品閥V2實際運行等效的運行電壓和電流，滿足對閥電氣應力、機械應力和熱應力的考核要求，且1#試品閥VI和2 #試品閥V2子模塊SM數(shù)量不受約束，能夠滿足不同子模塊數(shù)閥段的運行試驗要求。
【附圖說明】
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[0019]圖1為本發(fā)明柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗回路電路原理圖。
[0020]圖2柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗電壓波形圖。
[0021]圖3柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗電流波形圖。
【具體實施方式】
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[0022]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明一種柔性直流輸電電壓源換流器閥運行試驗裝置，包括1#試品閥Vl、2#試品閥V2、輔助閥V3、試驗電源S、試驗電容器C、試驗電抗器L1、限流電抗器L2和L3組成。試驗電源S、限流電抗器L2串流后與試驗電容器C高壓端相連；試驗電容器C高壓端與輔助閥V3高壓端相連；輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3后與1#試品閥VI高壓端相連，輔助閥V3低壓端串聯(lián)限流電抗器L3、試驗電抗器L1后與2#試品閥V2高壓端相連；試驗電源S低壓端、試驗電容器C低壓端、1#試品閥VI低壓端和2 #試品閥V2低壓端連接后與試驗回路一次接地端子相連。
[0024]試驗電源S分別由對應順次連接的調(diào)壓器VR、變壓器T和整流橋Rec組成，調(diào)壓器VR—次側(cè)與電網(wǎng)連接。
[0025]輔助閥V3、l#試品閥VI和2 #試品閥V2各子模塊SM結構相同，1 #試品閥VI和2 #試品閥V2完全相同(包括子模塊SM參數(shù)及數(shù)量)。各子模塊SM均包含:并聯(lián)的半橋結構與子模塊電容器或并聯(lián)的Η橋結構與子模塊電容器、反并聯(lián)二極管或反并聯(lián)晶閘管、