CN102890209B - 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置 - Google Patents

多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102890209B
CN102890209B CN201210360353.3A CN201210360353A CN102890209B CN 102890209 B CN102890209 B CN 102890209B CN 201210360353 A CN201210360353 A CN 201210360353A CN 102890209 B CN102890209 B CN 102890209B
Authority
CN
China
Prior art keywords
submodule
test
current
negative
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210360353.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102890209A (zh
Inventor
姚为正
张建
吴金龙
杨美娟
刘刚
刘普
韩坤
梁燕
甄帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
XJ Electric Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
XJ Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, XJ Electric Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201210360353.3A priority Critical patent/CN102890209B/zh
Publication of CN102890209A publication Critical patent/CN102890209A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102890209B publication Critical patent/CN102890209B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,包括:依次连接的一个可调交流电源,一个桥式不控整流电路和直流母线,直流正负母线之间设有串联的直流侧滤波电容器(C1、C2),直流正母线用于连接试品子模块正端,直流负母线用于连接试品子模块负端;所述直流滤波电容器(C1、C2)的串联点连接一个电感(L),该串联点用于通过该电感(L)连接试品子模块的两开关器件连接点(m)。本发明用以解决如何用试验验证换流器子模块在运行工况下的承受情况的问题。

Description

多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置
技术领域
[0001] 本发明涉及基于电压源换流器的柔性直流输电(VSC-HVDC)领域,特别是多电平换流器的半桥式子模块连续电流运行试验装置。
背景技术
[0002] 随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用,基于电压源换流器的柔性直流输电(VSC-HVDC)技术日益受到重视。模块化多电平换流器(ModularMultilevel Converter)是VSC-HVDC系统中应用的电压源换流器的一种,它由多个半桥或全桥式子模块按照一定的方式连接而成,通过分别控制各个子模块IGBT组件的投入和切除状态使换流器输出的交流电压逼近正弦波,实现能量的高效传输。
[0003] 半桥式子模块如图1所示,由两个IGBT组件T1、T2和二极管Dsml、Dsm2以及子模块电容器Csm组成。IGBT组件Tl和二极管Dsml反并联形成IGBT/D1de模块1,IGBT组件T2和二极管Dsm2反并联形成IGBT/D1de模块2 ;IGBT/D1de模块I和IGBT/D1de模块2顺序串联后与子模块电容Csm并联连接,子模块上端为正端、下端为负端。
[0004] VSC-HVDC在进行大容量传输时,电压源换流器必须长期高电压、大电流运行,其可靠性是电力系统安全运行的关键。所以,每个子模块在投入运行前都必须进行试验运行,然而如果通过搭建一个与实际工况相同的负荷环境来试验,则需要整个换流器和相关系统的配合,几乎与实际系统无异,所以,这种试验方式是不可行的。因此,必须构建一个等效试验平台,对换流器子模块进行与实际工况强度相当的试验验证。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,用以解决如何用试验验证换流器子模块在运行工况下的承受情况的问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明的方案是:一种多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,包括:依次连接的一个可调交流电源,一个桥式不控整流电路和直流母线,直流正负母线之间设有串联的直流侧滤波电容器(Cl、C2),直流正母线用于连接试品子模块正端,直流负母线用于连接试品子模块负端;所述直流滤波电容器(Cl、C2)的串联点连接一个电感(L),该串联点用于通过该电感(L)连接试品子模块的两开关器件连接点U)。
[0007] 所述直流正负母线之间还设有一个放电支路,该放电支路由放电控制开关(KM)与放电电阻(R)串联而成。
[0008] 所述可调交流电源由三相调压器(TY)和三相升压整流变压器(TR)依次连接而成,三相调压器(TY)原边连接电网,副边连接所述三相升压整流变压器(TR)原边,所述三相升压整流变压器(TR)副边连接所述桥式不控整流电路的交流侧。
[0009] 本发明中,通过搭建一个与实际工况等效的试验平台,实现了对模块化多电平换流器子模块大电流、高电压和稳态热强度条件下的连续电流运行性能的验证。就此而言,本发明提供的柔性直流输电模块化多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置可满足子模块连续电流运行试验的要求。此外,本发明提供的子模块连续电流试验装置,仅通过对试品子模块两个IGBT器件的控制,可方便的实现电感上大电流的连续输出,操作灵活,对模块化多电平换流器半桥式子模块实际工况电流实现了良好的复现。
[0010] 本发明提供的方案使试品子模块IGBT组件长时间耐受与实际工况相当的连续电流,并能充分考核IGBT组件的发热情况,试验装置简单灵活、操作方便,可满足柔性直流输电多电平换流器半桥式子模块运行试验的要求。
附图说明
[0011] 图1是半桥式子模块电路原理图;
[0012] 图2是试验系统电路原理图;
[0013] 图3是连续电流运行试验电流波形;
[0014] 图4是连续电流运行试验电压波形。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0016] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0017] 如图2所示的试验系统,由试验装置和试品子模块构成。试验装置包括:三相调压器TY、三相升压整流变压器TR,三相整流桥、放电控制开关KM、放电电阻R、直流侧滤波电容器C1、C2以及电感L ;直流侧滤波电容器C1、C2串联在直流母线之间;试品子模块的两开关器件连接点m通过电感L与电容器Cl、C2串联点DCO相连;试品子模块电容器Csm正极与直流正母线相连,负极与直流负母线相连。放电支路连接在直流正负母线之间,由放电控制开关KM与放电电阻R串联而成。
[0018] 试验开始时,调节调压器TY,通过变压器、整流桥建立直流母线电压,同时对电容器Cl、C2和试品子模块电容器Csm进行充电,待直流母线电压达到试验要求后停止调节调压器;待电容器Cl、C2和子模块电容器Csm充电完成后,输出大功率绝缘栅双极型晶闸管IGBT器件的触发脉冲,子模块工作在连续电流运行状态;试品子模块工作在空间矢量脉宽调制SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulat1n)方式下,通过对试品子模块上下IGBT模块的投切控制,可以改变两个IGBT模块连接中点的电压,相对于两电容器连接中点的直流电平,在电感L上形成了一个可控的电压,从而产生一个可控的电流,该电流流经试品子模块,使试品子模块耐受同实际工况同样恶劣的电流强度和热强度,实现对子模块连续电流运行试验的目的。试验结束后,闭锁IGBT器件的触发脉冲,闭合开关KM,将电容器C1、C2和子模块电容Csm中的能量释放完毕。
[0019] 如图2所示给出了模块化多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验电流波形。电流波形有效值为1200A,周期为50Hz,呈正弦波形式。
[0020] 如图3所示给出了模块化多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验电压波形。包括子模块电容Csm电压和电容器C1、C2电压。子模块连续电流运行试验子模块电容电压波形是带波动的直流电压,平均值为1030V,电压波动的频率为100Hz,波动峰峰值为40V ;电容器C1、C2的电压也为带波动的直流电压,平均值为515V,电压波动频率为50Hz,波动峰峰值为210V。
[0021] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,所属领域的技术人员阅读本申请后,参照上述实施例对本发明进行种种修改或变更的行为,均在申请待批本发明的权利申请要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,其特征在于,包括:依次连接的一个可调交流电源,一个桥式不控整流电路和正、负直流母线,正、负直流母线之间设有串联的直流侧滤波电容器C1、C2,正直流母线用于连接一个试品子模块正端,负直流母线用于连接试品子模块负端;所述直流侧滤波电容器C1、C2的串联点连接一个电感L,该串联点用于通过该电感L连接试品子模块的两开关器件连接点m,通过对试品子模块上两开关器件的控制使电感L上形成一可控电压,以产生用于流经试品子模块的可控电流。
2.根据权利要求1所述的多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,其特征在于,所述正、负直流母线之间还设有一个放电支路,该放电支路由放电控制开关KM与放电电阻R串联而成。
3.根据权利要求1或2所述的多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置,其特征在于,所述可调交流电源由三相调压器TY和三相升压整流变压器TR依次连接而成,三相调压器TY原边连接电网,副边连接所述三相升压整流变压器TR原边,所述三相升压整流变压器TR副边连接所述桥式不控整流电路的交流侧。
CN201210360353.3A 2012-09-25 2012-09-25 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置 Active CN102890209B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210360353.3A CN102890209B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210360353.3A CN102890209B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102890209A CN102890209A (zh) 2013-01-23
CN102890209B true CN102890209B (zh) 2015-07-22

Family

ID=47533772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210360353.3A Active CN102890209B (zh) 2012-09-25 2012-09-25 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102890209B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104422838B (zh) * 2013-09-10 2017-12-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种电力电子功率模块测试运行系统
CN104201917A (zh) * 2014-05-05 2014-12-10 周细文 一种可调压叠频的电压源
CN107390121B (zh) * 2017-07-27 2020-03-20 南京南瑞继保电气有限公司 一种换流阀模块的试验电路和方法
CN107733208A (zh) * 2017-09-05 2018-02-23 上海地铁电子科技有限公司 用于地铁车辆大功率逆变电路测试的一体式程控电源

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994006201A1 (en) * 1992-09-02 1994-03-17 Exide Electronics Corporation Series/parallel resonant converter
AU9465198A (en) * 1997-10-01 1999-04-23 In Gyu Park Thyristor phase-controlled voltage source converter
CN101976956A (zh) * 2010-08-26 2011-02-16 梁一桥 一种单向功率传送的低成本直流输电系统
CN102175942A (zh) * 2011-02-11 2011-09-07 中国电力科学研究院 一种柔性直流输电mmc高压子模块的稳态运行试验方法
CN202275142U (zh) * 2011-08-25 2012-06-13 中国电力科学研究院 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994006201A1 (en) * 1992-09-02 1994-03-17 Exide Electronics Corporation Series/parallel resonant converter
AU9465198A (en) * 1997-10-01 1999-04-23 In Gyu Park Thyristor phase-controlled voltage source converter
CN101976956A (zh) * 2010-08-26 2011-02-16 梁一桥 一种单向功率传送的低成本直流输电系统
CN102175942A (zh) * 2011-02-11 2011-09-07 中国电力科学研究院 一种柔性直流输电mmc高压子模块的稳态运行试验方法
CN202275142U (zh) * 2011-08-25 2012-06-13 中国电力科学研究院 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102890209A (zh) 2013-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103197241B (zh) 柔性直流输电mmc换流阀运行试验装置及试验方法
CN102323545B (zh) 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的功率环试验方法
CN102323546B (zh) 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验方法
CN103033701A (zh) 柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置及试验方法
WO2013137749A1 (en) Electrical systems with inductive power transfer-based energy balancing
CN102890209B (zh) 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验装置
CN102918759A (zh) 多电平dc/ac转换器
CN104036066B (zh) 一种半桥式模块化多电平换流器直流短路工况仿真方法
CN104714132A (zh) 柔性直流输电变流器性能测试平台及其控制方法
CN103138675A (zh) 一种共直流母线的高压变频器
CN105324924B (zh) 机械旁路开关装置、变换器臂和功率变换器
CN203632572U (zh) 变流器和光伏发用电系统
CN105226957A (zh) 一种无工频变压器的三相-单相变压装置
CN104764943A (zh) 一种模块化多电平变换器单相逆变试验电路及其试验方法
KR20160013176A (ko) 병렬로 접속된 다단 컨버터들을 가지는 컨버터 어셈블리 및 상기 다단 컨버터들을 제어하기 위한 방법
Modeer et al. Resonant test circuit for high-power cascaded converter submodules
Sahoo et al. A power electronic transformer with sinusoidal voltages and currents using modular multilevel converter
Lahlou et al. Simulation and analysis of control and modulation schemes for a multilevel cascaded H-bridge inverter for use in a battery energy storage system
CN102944768B (zh) 多电平换流器半桥式子模块连续电流运行试验方法
Chen et al. Stacked modular isolated dynamic current source converters for medium voltage applications
CN203104360U (zh) 一种共直流母线的高压变频器
US9755550B2 (en) Converter
CN206948207U (zh) 一种三相电力专用逆变电源
ES2608255B1 (es) Convertidor DC-DC con salida bipolar y uso del mismo para conexión de un sistema de generación distribuida a una red DC Bipolar
Lemmen et al. Eight-level dc-ac converter using four-switch extended commutation cells

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20131209

Address after: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue

Applicant after: Xuji Electric Co., Ltd.

Applicant after: State Grid Corporation of China

Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue

Applicant before: Xuji Group Co., Ltd.

Applicant before: State Grid Corporation of China

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: XUJI ELECTRIC CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: XUJI GROUP CO., LTD.

Effective date: 20131209

GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model