CN109143046B - 一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，其中试验系统包括并联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路，第一试验支路中串设有第一辅助阀和可调负载电抗器，第二试验支路中串设有第二辅助阀；第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口。本发明通过改变第一试品阀和第二试品阀的控制逻辑，控制改变流经第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流，在一次试验中同时验证第一试品阀和第二试品阀中的2个功率器件，试验效率提高了50％。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，属于柔性直流输电、电力电子技术领域。
背景技术
电压源换流器因具有良好的交流电压支撑和快速有功功率、无功功率解耦的潮流控制能力，使得其在发电、输电、变电、配电和用电领域得到了全面的应用。随着柔性直流输电系统电压等级和容量的提升以及应用场景的多样化，适用于架空线路的柔性直流换流阀在中国乃至世界都有着十分迫切的需求。
当柔性直流输电采用架空线时，因雷击等原因发生直流线路瞬时性短路故障的概率大大增加，而基于全桥子模块的柔性直流换流阀具有直流故障自清除能力，能有效解决架空线应用难题。
在柔性直流输电在运行工程中，会发生过压、过流的恶劣工况，而过流关断试验的目的是在过电流下，验证换流阀的设计是否正确。公布号为CN105223499A的中国专利公开了一种柔性直流输电工程电压源换流阀IGBT过流关断试验方法，对过流关断试验系统和试验方法进行阐述，但存在以下不足：(1)使用了一个辅助阀组件对试品阀进行测试，辅助阀有n个子模块组成，增加了试验设备的成本；(2)该装置使用了陪试阀和短路支路，每次实验只能对一个试品阀进行测试，测试效率低；(3)辅助阀采用半桥子模块，只能开展试品为半桥子模块的换流阀试验，适用度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统及方法，用于解决每次试验只能对一个试品阀进行测试试验效率较差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统，包括并联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路，所述第一试验支路中串设有第一辅助阀和可调负载电抗器，所述第二试验支路中串设有第二辅助阀；所述第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，所述第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口。
在上述适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统的基础上，本发明还提供了一种柔直换流阀过流关断试验方法，步骤如下：
确定第一试品阀以及第二试品阀中对应需要验证的功率器件；
利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电；
控制投入第一辅助阀和第一试品阀，控制切除第二辅助阀和第二试品阀，以生成流经负载电抗器、第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流；
在短路电流达到试验要求的过流关断值后，控制切除第一辅助阀和第一试品阀，控制闭锁第二辅助阀和第二试品阀，使得流经第一试品阀中需要验证的功率器件和第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流逐渐下降，直至短路电流变为零。
进一步的，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电前，还包括根据过流关断试验中要求的电流变化率，调节负载电抗器。
进一步的，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电后，还包括调节第一试品阀和第二试品阀两端输出的电压幅值和相位差，使第一试品阀和第二试品阀运行于热稳定电流。
本发明的有益效果是：
通过改变第一试品阀和第二试品阀的控制逻辑，控制改变流经第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流，在一次试验中同时验证第一试品阀和第二试品阀中的2个功率器件，试验效率提高了50％。
附图说明
图1是柔性直流换流阀过流关断试验系统的结构示意图；
图2是全桥子模块的结构原理图；
图3是第一试品阀T1管和第二试品阀T2管过流关断波形图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本发明适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统包括联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路。在第一试验支路中，串设有第一辅助阀(辅助阀1)和可调负载电抗器L；在第二试验支路中，串设有第二辅助阀(辅助阀2)。第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口。
当需要对换流阀的过流关断特性进行测试时，将换流阀第一试品阀(试品阀1)接入第一试验支路中的第一接口，将换流阀第二试品阀(试品阀2)接入第二试验支路中的第二接口，然后开启测试试验。
在本实施例中，需要测试的换流阀，即第一试品阀(试品阀1)和第二试品阀(试品阀2)均是由串联连接的多个全桥子模块构成，其中每个全桥子模块的结构示意图如图2所示。在本实施例中，全桥子模块中的功率器件T1、T2、T3和T4均为IGBT。当然作为其他的实施方式，全桥子模块的功率器件可由IGBT、IEGT等全控器件中的一种或几种组成。由于全桥子模块的结构以及工作原理属于现有技术，此处不再赘述。
采用上述的适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统对需要测试的换流阀进行测试实验，具体步骤如下：
1)选择试品阀1和试品阀2中需要验证的功率器件。
在本实施例中，选择试品阀1中的T1管和试品阀2中的T2管作为需要验证的功率器件。
2)根据过流关断试验中要求的电流变化率，调节负载电抗器L，电流变化率di/dt＝Umax/L。
其中，Umax表示试品阀1两端的最大电压。
3)利用充电支路对辅助阀1和试品阀1以及辅助阀2和试品阀2进行充电，在充电完成后，通过控制断开开关S，断开充电支路(充电回路)。
4)调节试品阀1和试品阀2两端输出的电压幅值和相位差，使试品阀运行于热稳定电流。在功率器件达到热平衡后，结合需验证的功率器件，开始过流关断试验；使试品阀1和辅助阀1全投入(电压最大Umax或-Umax)，试品阀2和辅助阀2全切除(电压为0)，形成由试品阀1、辅助阀1和负载电抗器L组成的短路回路，使短路电流不断上升。
在本实施例中，使试品阀1和辅助阀1全投入时，试品阀1的控制逻辑如下：T1和T3管导通，T2管和T4管关断，试品阀1的直流电压为Umax。此处的投入是指电流流经全桥子模块中的电容。使试品阀2和辅助阀2全切除时，试品阀2的控制逻辑如下：T1管和T2管导通，T3管和T4管关断，试品阀2直流电压为0。此处的切除是指电流不流经全桥子模块中的电容。
此时，由于试品阀1和辅助阀1全投入，试品阀2和辅助阀2全切除，负载电抗器两端的电压为试品阀1和试品阀2的电压差Umax，短路电流不断上升。
5)在短路电流达到试验要求的过流关断值Imax后，改变控制逻辑即改变触发脉冲，使试品阀1和辅助阀1全切除(电压为0)，试品阀2和辅助阀2全闭锁(电压最大Umax或-Umax)，形成由试品阀2、辅助阀2和负载电抗器L组成的短路回路，使短路电流不断下降。
在本实施例中，试品阀1的控制逻辑如下：T1和T2管导通，T3管和T4管关断，试品阀1的直流电压为0；试品阀2的控制逻辑如下：闭锁T1-T4管，试品阀2直流电压为Umax。负载电抗器两端的电压为试品阀1和试品阀2的电压差-Umax，短路电流不断下降。
6)在短路电流降为0后，闭锁辅助阀1、试品阀1、辅助阀2、试品阀2，断开试验回路，试验结束。
在本实施例中，第一试品阀T1管和第二试品阀T2管的过流关断波形图如图3所示。
本发明的进一步改进在于，步骤4)和5)中可灵活调整辅助阀1、试品阀1和辅助阀2、试品阀2的投切控制逻辑，有2种投切逻辑：
方法1：步骤4)中辅助阀1和试品阀1全投入(电压最大Umax或-Umax)，辅助阀2和试品阀2全切除(电压为0)；步骤5)中辅助阀1和试品阀1全切除(电压为0)，辅助阀2和试品阀2全闭锁(电压最大Umax或-Umax)；
方法2：步骤4)中辅助阀2和试品阀2全投入(电压最大Umax或-Umax)，辅助阀1和试品阀1全切除(电压为0)；步骤5)中辅助阀2和试品阀2全切除(电压为0)，辅助阀1和试品阀1全闭锁(电压最大Umax或-Umax)。
在实现对试品阀1和试品阀2中所有功率器件的实验过程中，试品阀1和试品阀2的控制逻辑如下表1所示。由于对试品阀1和试品阀2其他功率器件的测试过程，例如对试品阀1中的T3管和试品阀2中的T4管，与上述试品阀1中的T1管和试品阀2中的T2管的试验过程类似，此处不再赘述。
表1
上述的适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统不需配置短路支路和陪试阀，试验设备成本低，由于一次试验可同时验证试品阀1和试品阀2中的2个功率器件，试验效率提高了50％。
需要说明的是，以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明所述技术领域的技术人员在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统的柔直换流阀过流关断试验方法，其特征在于，所述适用于架空线的柔直换流阀过流关断试验系统包括并联连接的第一试验支路、第二试验支路以及充电支路，所述第一试验支路中串设有第一辅助阀和可调负载电抗器，所述第二试验支路中串设有第二辅助阀；所述第一试验支路还设置有用于串设第一试品阀的第一接口，所述第二试验支路还设置有用于串设第二试品阀的第二接口；
所述方法包括如下步骤：
确定第一试品阀以及第二试品阀中对应需要验证的功率器件；
利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电；
控制投入第一辅助阀和第一试品阀，控制切除第二辅助阀和第二试品阀，以生成流经负载电抗器、第一试品阀中需要验证的功率器件以及第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流；
在短路电流达到试验要求的过流关断值后，控制切除第一辅助阀和第一试品阀，控制闭锁第二辅助阀和第二试品阀，使得流经第一试品阀中需要验证的功率器件和第二试品阀中需要验证的功率器件的短路电流逐渐下降，直至短路电流变为零。
2.根据权利要求1所述的柔直换流阀过流关断试验方法，其特征在于，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电前，还包括根据过流关断试验中要求的电流变化率，调节负载电抗器。
3.根据权利要求1或2所述的柔直换流阀过流关断试验方法，其特征在于，在利用充电支路对第一辅助阀、第二辅助阀、第一试品阀和第二试品阀进行充电后，还包括调节第一试品阀和第二试品阀两端输出的电压幅值和相位差，使第一试品阀和第二试品阀运行于热稳定电流。
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN113406408B (zh) * | 2021-05-14 | 2022-04-12 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 柔性直流换流阀功率模块旁路开关误合试验方法、电路 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063888A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-24 | 国网智能电网研究院 | 一种mmc阀过流关断试验的触发时序系统及其试验方法 |
| 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 |
| CN105223499A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-06 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电工程电压源换流器阀igbt过电流关断的试验方法 |
| EP2983280A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-10 | ABB Technology AG | Power conversion device |
| CN105467307A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-04-06 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电工程电压源换流器阀igbt过电流关断试验装置 |
| CN104914340B (zh) * | 2015-06-11 | 2016-11-09 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电换流阀全控型器件过流关断试验系统及方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103063888A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-24 | 国网智能电网研究院 | 一种mmc阀过流关断试验的触发时序系统及其试验方法 |
| 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 |
| EP2983280A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-10 | ABB Technology AG | Power conversion device |
| CN104914340B (zh) * | 2015-06-11 | 2016-11-09 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电换流阀全控型器件过流关断试验系统及方法 |
| CN105223499A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-01-06 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电工程电压源换流器阀igbt过电流关断的试验方法 |
| CN105467307A (zh) * | 2015-11-18 | 2016-04-06 | 中国西电电气股份有限公司 | 柔性直流输电工程电压源换流器阀igbt过电流关断试验装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| 模块化多电平VSC-HVDC换流阀的运行试验方法;吴亚楠等;《中国电机工程学报》;20121025;第32卷(第30期);第8-15页、第S2页 * |
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