CN105372585A - 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 - Google Patents
一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105372585A CN105372585A CN201510795834.0A CN201510795834A CN105372585A CN 105372585 A CN105372585 A CN 105372585A CN 201510795834 A CN201510795834 A CN 201510795834A CN 105372585 A CN105372585 A CN 105372585A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- short circuit
- valve
- test
- short
- circuit current
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其中，短路电流支路由交流短路支路和直流短路支路组成，分别并联在两试品阀两端。短路电流试验开始前，通过开关选择实施短路电流试验的试品阀，将试品阀和陪试阀触发并处于稳态连续运行状态。通过控制策略，使试品阀通过直流短路支路产生短路电流直流分量。在适当的控制点，通过交流短路支路引入短路电流交流分量。短路电流直流分量和交流分量叠加后流过试品阀，试品流过要求的短路试验电流。本发明采用等效实际故障工况下的短路电流来实现对试品阀短路电流耐受能力的考核，直流短路电流分量和交流短路电流分量灵活可调，试验容量大，试验装置结构简单，易于搭建。
Description
技术领域：
本发明属于柔性高压直流输电、电力电子技术和用户电力技术领域，具体涉及一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置。
背景技术：
随着柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在我国的飞速发展和柔性直流输电工程的建设，电压源换流器阀获得了越来越广泛的应用，它具有运行电压高、导通电流大和短路容量大的特点，其性能将直接影响柔性直流输电系统的安全可靠运行。电气试验是考核电压源换流器阀性能的重要手段，如何搭建合适的电气试验回路是目前电压源换流器阀试验技术研究的热点问题。
作为电气试验的一项重要试验项目，阀短路电流试验目的是考核电压源换流器阀短路耐受能力。目前，阀短路电流试验装置分为电容器组合成试验装置和背靠背直接试验装置两种主要类型。电容器组合成试验装置采用电容器组作为电流源向试品注入短路试验电流，背靠背直接试验装置则采用大量实际工程阀产品搭建背靠背换流桥，直接利用电网作为短路电流源进行短路试验。
由于电容器组容量、设备体积和电网短路容量的限制，这两种试验方法的短路电流幅值都无法做到很大。
1)背靠背短路试验装置需要使用大量实际工程阀组搭建背靠背试验回路，需根据不同的工程阀参数对试验装置其他设备参数进行重新设计，试验过程中会对所接电网产生冲击，且短路容量受所接电网限制；
2)电容器组短路电流试验装置需投入大量的电容器组以产生短路电流，各电容器组所产生短路电流需精确同步，试验装置体积庞大，控制系统复杂且不易于扩容升级。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，包括补能阀V3、试验电源E1、试验电容CL、试品阀V1、试品阀V2、主电抗器L1、限流电抗器L2/L3、直流短路支路和交流短路支路；其中，
试验电源E1的高压端串联限流电抗器L2后与试验电容CL高压端相连，且试验电容CL高压端与补能阀V3的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3后与试品阀V1的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3、主电抗器L1后与试品阀V2的高压端相连；试品阀V1的高压端串联远程操作隔离开关K01和K02后与试品阀V2的高压端相连；远程操作隔离开关K01和K02的中间联接点作为公共点，与直流短路支路和交流短路支路的高压端相连，试品阀V1的低压端、试品阀V2的低压端、直流短路支路和交流短路支路的低压端、试验电容CL的低压端以及试验电源E1的低压端连接后与试验回路一次接地端子相连。
本发明进一步的改进在于，交流短路支路采用短路发电机G、变压器T、可调电抗器L5、试验断路器CB01、双向控制晶闸管阀V5以及试验断路器CB02依次串联构成；并通过改变发电机G和可调电抗器L5的参数来调节短路电流交流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。
本发明进一步的改进在于，使用短路发电机G配合双向控制晶闸管阀V5作为短路电源。
本发明进一步的改进在于，直流短路支路包含串联的一个单向控制晶闸管阀V4以及一个可调电抗器L4，通过改变可调电抗器L4的参数来调节短路电流直流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。
本发明进一步的改进在于，通过远程操作隔离开关K01和K02实现试品阀V1和试品阀V2切换。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明使用短路发电机提供试品短路电流交流分量，并引入直流短路支路为试品提供短路电流直流分量，满足短路电流试验需求，且短路电流的直流分量和交流分量可灵活可调；
2、短路电流全部由短路发电机和试品阀功率单元电容储能提供，短路电流试验不会对电网产生冲击；
3、基于控制策略和回路特性，本发明仅需一个电源进行充电和补能，每次试验仅需投入两个试品阀段即可，简单易行。
附图说明：
图1为本发明柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置的电气接线图；
图2为利用本发明柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置进行阀短路电流试验的短路电流波形图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，包括补能阀V3、试验电源E1、试验电容CL、试品阀V1、试品阀V2、主电抗器L1、限流电抗器L2/L3、直流短路支路和交流短路支路。
其中，试验电源E1的高压端串联限流电抗器L2后与试验电容CL高压端相连，且试验电容CL高压端与补能阀V3的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3后与试品阀V1的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3、主电抗器L1后与试品阀V2的高压端相连；试品阀V1的高压端串联远程操作隔离开关K01和K02后与试品阀V2的高压端相连；远程操作隔离开关K01和K02的中间联接点作为公共点，与直流短路支路和交流短路支路的高压端相连，试品阀V1的低压端、试品阀V2的低压端、直流短路支路和交流短路支路的低压端、试验电容CL的低压端以及试验电源E1的低压端连接后与试验回路一次接地端子相连。
上述交流短路支路采用短路发电机G、变压器T、可调电抗器L5、试验断路器CB01、双向控制晶闸管阀V5以及试验断路器CB02依次串联构成；并通过改变发电机G和可调电抗器L5的参数来调节短路电流交流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。此外，使用短路发电机G配合双向控制晶闸管阀V5作为短路电源，短路容量大且短路对电网不产生冲击。
上述直流短路支路包含串联的一个单向控制晶闸管阀V4以及一个可调电抗器L4，通过改变可调电抗器L4的参数来调节短路电流直流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。
此外，通过远程操作隔离开关K01和K02实现试品阀V1和试品阀V2切换，提高试验效率。
为了对本发明进一步了解，现结合实施例对本发明的试验作如下说明：
试验开始时，使远程操作隔离开关K01和K02的其中一个闭合，另一个打开。由此确定试品阀V1或试品阀V2其中一个作为试品阀，另一个则为陪试阀。本实施例中，以V1为试品阀，V2为陪试阀。
然后，由试验电源E1(由调压器、变压器、整流桥组成)串联限流电抗器L2为支撑电容CL、辅助阀V3、试品阀V1和陪试阀V2中功率子模块的电容器充电，满足电压要求后，将试品阀V1和陪试阀V2触发并运行于稳态连续运行状态。
启动发电机至稳定运行后，由控制系统进行锁相，使试品阀输出电压相位跟踪至超前发电机输出电压相位90°，合试验断路器CB01和CB02。
当试品阀V1输出电压达到目标值时，切除陪试阀V2。同时，触发直流短路支路单向控制晶闸管阀V4，试品阀V1处于直流短路工况，流过短路电流直流分量，并按要求的电流变化率di/dt快速上升。在短路电流直流分量达到目标值时，使试品阀V1闭锁，电流通过阀内反并联二极管续流。通过调节电抗器L1/L4电感值和单向晶闸管阀V4触发时刻对短路电流直流分量和di/dt进行调节。
当试品阀V1闭锁时，触发交流短路支路的双向控制晶闸管阀V5。使其在短路发电机输出电压过零时刻导通，产生流过试品阀V1内反并联二极管的短路电流交流分量(如图2所示)。短路电流交流分量与短路电流直流分量叠加，在试品阀V1中流过试验要求的短路电流。
试验中，通过时序控制和电抗器参数配合，短路电流直流分量和交流分量的大小和持续时间均可灵活独立调节，且试验容量不受电网容量限制，而由发电机短路容量决定。
特别说明上述实施例是为更好对本发明进行说明而非对其进行限制。本发明所属技术领域的技术人员参照本发明进行的修改或变更均在本发明申请的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其特征在于，包括补能阀V3、试验电源E1、试验电容CL、试品阀V1、试品阀V2、主电抗器L1、限流电抗器L2/L3、直流短路支路和交流短路支路；其中，
试验电源E1的高压端串联限流电抗器L2后与试验电容CL高压端相连，且试验电容CL高压端与补能阀V3的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3后与试品阀V1的高压端相连，补能阀V3的低压端串联限流电抗器L3、主电抗器L1后与试品阀V2的高压端相连；试品阀V1的高压端串联远程操作隔离开关K01和K02后与试品阀V2的高压端相连；远程操作隔离开关K01和K02的中间联接点作为公共点，与直流短路支路和交流短路支路的高压端相连，试品阀V1的低压端、试品阀V2的低压端、直流短路支路和交流短路支路的低压端、试验电容CL的低压端以及试验电源E1的低压端连接后与试验回路一次接地端子相连。
2.根据权利要求1所述的柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其特征在于：交流短路支路采用短路发电机G、变压器T、可调电抗器L5、试验断路器CB01、双向控制晶闸管阀V5以及试验断路器CB02依次串联构成；并通过改变发电机G和可调电抗器L5的参数来调节短路电流交流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。
3.根据权利要求2所述用于柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其特征在于，使用短路发电机G配合双向控制晶闸管阀V5作为短路电源。
4.根据权利要求1所述用于柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其特征在于，直流短路支路包含串联的一个单向控制晶闸管阀V4以及一个可调电抗器L4，通过改变可调电抗器L4的参数来调节短路电流直流分量，模拟试品阀实际工程运行条件下的故障工况。
5.根据权利要求1所述用于柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置，其特征在于，通过远程操作隔离开关K01和K02实现试品阀V1和试品阀V2切换。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510795834.0A CN105372585B (zh) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510795834.0A CN105372585B (zh) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105372585A true CN105372585A (zh) | 2016-03-02 |
| CN105372585B CN105372585B (zh) | 2018-02-23 |
Family
ID=55374946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510795834.0A Active CN105372585B (zh) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105372585B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106997012A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-01 | 荣信汇科电气技术有限责任公司 | 采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法 |
| CN107561456A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种功率模块试验装置及试验方法 |
| CN110221169A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-10 | 西安许继电力电子技术有限公司 | 一种直流电网短路电流试验装置及方法 |
| CN110261762A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-09-20 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种适用于阀段功率对冲及短路测试的电路 |
| CN110456201A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Mmc子模块的功率循环加速试验装置及其控制方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1834670A (zh) * | 2006-03-17 | 2006-09-20 | 中国电力科学研究院 | 晶闸管阀过电流试验装置 |
| CN102118019A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-06 | 中国电力科学研究院 | 一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法 |
| CN102170110A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-31 | 中国电力科学研究院 | 一种模块化多电平换流器阀保护方法 |
| 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 |
| CN102323545A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-18 | 中国电力科学研究院 | 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的功率环试验方法 |
| CN102486525A (zh) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | 中国电力科学研究院 | 一种高压直流输电换流阀断续直流电流运行试验方法 |
| US8300435B2 (en) * | 2006-01-18 | 2012-10-30 | Abb Technology Ltd. | Transmission system and a method for control thereof |
| CN103051213A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-17 | 国网智能电网研究院 | 一种用于mmc阀的补能电源系统及其控制方法 |
| CN103197241A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-07-10 | 许继集团有限公司 | 柔性直流输电mmc换流阀运行试验装置及试验方法 |
| EP2921871A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Alstom Technology Ltd. | Connection integrity testing method and apparatus for voltage source converters |
-
2015
- 2015-11-18 CN CN201510795834.0A patent/CN105372585B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8300435B2 (en) * | 2006-01-18 | 2012-10-30 | Abb Technology Ltd. | Transmission system and a method for control thereof |
| CN1834670A (zh) * | 2006-03-17 | 2006-09-20 | 中国电力科学研究院 | 晶闸管阀过电流试验装置 |
| CN102486525A (zh) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | 中国电力科学研究院 | 一种高压直流输电换流阀断续直流电流运行试验方法 |
| CN102118019A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-06 | 中国电力科学研究院 | 一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法 |
| 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 |
| CN102170110A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-31 | 中国电力科学研究院 | 一种模块化多电平换流器阀保护方法 |
| CN102323545A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-18 | 中国电力科学研究院 | 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的功率环试验方法 |
| CN103051213A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-04-17 | 国网智能电网研究院 | 一种用于mmc阀的补能电源系统及其控制方法 |
| CN103197241A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-07-10 | 许继集团有限公司 | 柔性直流输电mmc换流阀运行试验装置及试验方法 |
| EP2921871A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Alstom Technology Ltd. | Connection integrity testing method and apparatus for voltage source converters |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 罗湘 等: "合成试验方法在 VSC-HVDC 换流阀短路电流试验中的应用", 《电网技术》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107561456A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种功率模块试验装置及试验方法 |
| CN107561456B (zh) * | 2016-06-30 | 2023-11-17 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种功率模块试验装置及试验方法 |
| CN106997012A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-08-01 | 荣信汇科电气技术有限责任公司 | 采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法 |
| CN106997012B (zh) * | 2017-04-28 | 2023-07-14 | 荣信汇科电气股份有限公司 | 采用电容承担偏置电压的换流阀稳态运行试验装置及方法 |
| CN110261762A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-09-20 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种适用于阀段功率对冲及短路测试的电路 |
| CN110261762B (zh) * | 2019-05-05 | 2021-06-08 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种适用于阀段功率对冲及短路测试的电路 |
| CN110221169A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-10 | 西安许继电力电子技术有限公司 | 一种直流电网短路电流试验装置及方法 |
| CN110456201A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Mmc子模块的功率循环加速试验装置及其控制方法 |
| CN110456201B (zh) * | 2019-08-21 | 2022-02-25 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | Mmc子模块的功率循环加速试验装置及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105372585B (zh) | 2018-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102323546B (zh) | 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的背靠背试验方法 | |
| CN102323545B (zh) | 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的功率环试验方法 | |
| CN103197241B (zh) | 柔性直流输电mmc换流阀运行试验装置及试验方法 | |
| CN202230181U (zh) | 柔性直流输电mmc阀稳态运行试验的功率环试验装置 | |
| CN105372585A (zh) | 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验装置 | |
| CN103809114A (zh) | 一种模块化多电平换流器换流阀的功率对冲试验装置 | |
| CN203720321U (zh) | 一种模块化多电平换流器换流阀的功率对冲试验装置 | |
| CN105467308B (zh) | 一种柔性直流输电工程电压源换流器阀短路电流试验方法 | |
| CN103532418A (zh) | 一种基于mmc的svg子模块电容预充电策略 | |
| CN103163405A (zh) | 一种mmc阀稳态运行试验装置辅助阀电容器的参数设计方法 | |
| CN105334458B (zh) | 一种柔性直流输电电压源换流器阀运行试验方法 | |
| CN104269996B (zh) | 特高压换流阀运行试验用辅助取能装置及方法 | |
| Mohamed et al. | Reactive power compensation in hybrid AC/DC networks for smart grid applications | |
| CN105305421A (zh) | 一种统一电能质量控制器的实验系统与方法 | |
| CN105372586A (zh) | 一种柔性直流输电电压源换流器阀运行试验装置 | |
| CN106329520A (zh) | 一种基于psasp的upfc建模方法 | |
| CN104977480A (zh) | 一种高压直流输电换流阀故障电流试验装置及其试验方法 | |
| Wang et al. | A quasi zero-current-switching DC/DC Modular-Multilevel Converter (MMC) with LCL circuit for DC grids | |
| CN101776732B (zh) | 一种直流换流阀最小触发角运行试验方法 | |
| CN203502516U (zh) | 链式静止同步补偿器换流链全压全电流运行试验系统 | |
| CN107179498A (zh) | 一种用于柔性直流输电mmc阀的检验电路及方法 | |
| CN105021984A (zh) | 直流换流阀故障电流试验装置及其试验方法 | |
| CN106611958B (zh) | 一种±1100kV特高压直流输电工程分层接入方式系统调试方法 | |
| CN203396861U (zh) | 一种静止型动态无功调节装置的老化实验系统 | |
| Chen et al. | The Research of DPFC Considering EEAC |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210812 Address after: 710077 No. 18 West Second Ring Road, Shaanxi, Xi'an Patentee after: XI'AN HIGH VOLTAGE APPARATUS RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 710075 Shaanxi city of Xi'an Province Tang Hing Road No. 7 Patentee before: CHINA XD ELECTRIC Co.,Ltd. Patentee before: XI'AN HIGH VOLTAGE APPARATUS RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 710077 No. 18 West Second Ring Road, Shaanxi, Xi'an Patentee after: Xi'an High Voltage Electrical Apparatus Research Institute Co.,Ltd. Address before: 710077 No. 18 West Second Ring Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XI'AN HIGH VOLTAGE APPARATUS RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |