CN112541315B - 海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上风电柔性直流输电工程技术领域，公开了一种海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，包括如下步骤：取得IGBT器件和直流海缆的电气参数；计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压的范围和桥臂暂态故障电流的范围；与暂态电流限值和就近靠档选择通用GIS设备对比，取得修正后的正负极间电压范围，结合直流输送容量计算取得直流海缆载流量要求，配合直流海缆型号，最终确定海上柔性直流输电工程的直流电压等级。本发明海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，能够为海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定提供有效的计算方法，有效降低工程建设成本，加快远海风电柔性直流输电工程建设。

Description

海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法

技术领域

本发明涉及海上风电柔性直流输电工程技术领域，具体涉及一种海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法。

背景技术

近年来，随着海上风电机组大型化、投资规模的不断扩大和建设成本逐渐下降，近海风电资源日趋紧张，海上柔性直流输电技术得到了较大的发展，采用MMC子模块级联技术和对称单极(伪双极)接线的海上柔性直流输电工程在欧洲得到了广泛应用。

海上柔性直流输电工程主要由海上换流站、陆上换流站和直流海缆等部分构成，一般情况下，海上换流站和直流海缆的投资成本占据了整个海上柔性直流输电工程投资总成本的70％以上。

在工程建设前期，直流电压等级是海上柔性直流输电工程的重要技术参数。对于海上换流站核心电气设备换流阀来说，在IGBT器件额定电压确定的情况下，直流电压等级直接影响了MMC子模块的级联数，与换流阀制造成本几乎成线性关系；另一方面，由于海上换流站的换流单元和直流场通常情况下均采用敞开式AIS设备，直流电压等级及过电压水平很大程度上决定了海上换流站的体积和重量，是决定海上换流站平台建设的关键因素；再次，在工程额定输送容量确定的情况下，直流电压等级是直流海缆的关键参数，直流电压等级决定了直流海缆的绝缘厚度，直接决定了直流海缆的制造成本。因此，在工程建设前期，选择合理的直流电压等级，对降低工程建设成本，加快远海风电柔性直流输电工程建设具有重要意义。

目前，国内暂无成熟的海上风电柔性直流输电工程设计和建设经验，我国海上柔性直流输电工程的研发和设计正处于探索和起步阶段。针对海上柔性直流输电工程的直流电压等级的确定方法的研究工作较少，特别是从IGBT器件参数、直流海缆选型等方面对海上柔性直流输电工程的直流电压等级开展相关的研究工作。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，能够为海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定提供有效的计算方法，有利于降低工程建设成本，加快远海风电柔性直流输电工程建设。

为实现上述目的，本发明所设计的海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，包括如下步骤：

A)取得供选用的IGBT器件的电气参数，包括额定电流i_e和暂态电流限值i_{fault_max}，取得供选用的直流海缆的电气参数，包括直流电压等级和最大导体截面对应的直流海缆载流量，取得工程额定的直流输送容量P_e，取得换流阀的阀基过流保护动作延迟时间t_P，取得典型的桥臂电抗器的电感值L_arm；

B)根据直流输送容量P_e以及每个IGBT器件的稳态电流经济运行系数λ的范围，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

C)计算桥臂电流峰值i_{p_arm}并进一步计算取得阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}，根据每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围、阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}、阀基过流保护动作延迟时间t_P以及桥臂电抗器的电感值L_arm，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围；

D)根据所述步骤A)收集的IGBT器件的暂态电流限值i_{fault_max}，对比所述步骤C)取得的每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围，选取在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{faul_tmax}的IGBT器件，并修正所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

E)根据所述步骤D)选用的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算联接变压器阀侧电压U_v，并就近靠档选择通用GIS设备，并修正所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

F)根据直流输送容量P_e和所述步骤E)修正后的所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算直流海缆载流量要求；

G)根据所述步骤F)取得的直流海缆载流量要求，结合所述步骤A)取得的供选用的直流海缆的最大导体截面对应的直流海缆载流量，进行直流海缆选型，若有多种电压等级的直流海缆满足要求，选取直流电压等级最低的直流海缆，最终选择的直流海缆的直流电压等级即为海上柔性直流输电工程的直流电压等级。

优选地，所述步骤B)包括如下步骤：

B1)根据直流输送容量P_e，计算直流极线电流

和联接变压器网侧功率

其中，

为联接变压器网侧功率因数，

并具备发出和吸收无功功率的能力；

B2)计算联接变压器阀侧电压

其中，M为换流器调制比，0.75≤M≤0.95；

B3)计算联接变压器阀侧电流

结合步骤B1)和步骤B2)，取得：

B4)计算IGBT桥臂电流稳态值

结合步骤B1)和步骤B3)，IGBT桥臂电流稳态值表示为：

其中，i_v(2)＝k₍₂₎×i_v(1)，k₍₂₎为桥臂电流二倍频分量相对桥臂电流基频分量占比，k₍₂₎≤0.3，额定运行情况下IGBT桥臂电流稳态值i_{arm_rms}＝λi_e；

B5)计算IGBT器件对应的正负极间电压

取得每个所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围。

优选地，所述步骤C)包括如下步骤：

C1)计算额定工况下桥臂电流峰值

结合步骤B1)、步骤B3)和步骤B4)，额定工况下桥臂电流峰值可表示为

阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，

其中，k_VBC为可靠系数，1.2≤k_VBC≤1.25；

C2)发生换流站正、负极间故障时，故障发生后到IGBT闭锁前，上、下桥臂的子模块电容放电，形成故障回路路径，子模块电容、桥臂电抗器及线路阻抗组成RLC振荡回路，流经子模块的故障电流，从故障发生时刻起，迅速增大，故障电流上升率为

C3)IGBT闭锁后到交流系统跳开断路器结束，子模块电容从短路故障回路中退出，流经子模块的故障电流路径遵循LR一阶放电原理，从IGBT闭锁时刻开始起，故障电流不断减小，计算换流站正、负极间故障的桥臂暂态故障电流：

取得每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围。

优选地，所述步骤D)中，若所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，则选用该IGBT器件，若所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值大于所述暂态电流限值i_{fault_max}，则弃用该IGBT器件，若所述暂态电流限值i_{fault_max}位于所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值与最大值之间，则调整所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，满足所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，然后选用该IGBT器件。

优选地，所述步骤E)中，当靠档选择的通用GIS设备额定电压大于等于所述联接变压器阀侧电压U_v时，所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围不变，当靠档选择的通用GIS设备额定电压小于所述联接变压器阀侧电压U_v时，降低所述正负极间电压U_dc的范围的最大值至所述联接变压器阀侧电压U_v等于所述靠档选择的通用GIS设备额定电压。

优选地，所述暂态电流限值i_{fault_max}位于所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值与最大值之间时，则调整所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，直至所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，即i_fault<i_{fault_max}，同时，

i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，

进行求解，得到：

其中，

将所述步骤C)取得所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围与

求交集，取得再次修正后的所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围。

本发明与现有技术相比，能够为海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定提供有效的计算方法，有效降低工程建设成本，加快远海风电柔性直流输电工程建设。

附图说明

图1为本发明海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，包括如下步骤：

A)如表1，取得供选用的IGBT器件的电气参数，包括额定电流i_e和暂态电流限值i_{fault_max}，如表2，取得供选用的直流海缆的电气参数，包括直流电压等级和最大导体截面对应的直流海缆载流量，取得工程额定的直流输送容量P_e＝900MW，取得换流阀的阀基过流保护动作延迟时间t_P，取得典型的桥臂电抗器的电感值L_arm；

表1供选用要IGBT器件电气参数表

序号	额定电流(A)	暂态电流限值(A)
			1	1500	3000
2	2000	4000
			3	3000	6000

表2不同直流电压等级下直流海缆最大导体截面的载流量表

B)根据直流输送容量P_e以及每个IGBT器件的稳态电流经济运行系数λ，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，具体过程如下：

B1)根据直流输送容量P_e，计算直流极线电流

和联接变压器网侧功率

其中，

为联接变压器网侧功率因数，

并具备发出和吸收无功功率的能力，本实施例中，

取0.95；

B2)计算联接变压器阀侧电压

其中，M为换流器调制比，0.75≤M≤0.95，本实施例中，M取0.85；

B3)计算联接变压器阀侧电流

结合步骤B1)和步骤B2)，取得：

B4)计算IGBT桥臂电流稳态值

结合步骤B1)和步骤B3)，IGBT桥臂电流稳态值表示为：

其中，i_v(2)＝k₍₂₎×i_v(1)，k₍₂₎为桥臂电流二倍频分量相对桥臂电流基频分量占比，k₍₂₎≤0.3，本实施例中，k₍₂₎取0.3，额定运行情况下IGBT桥臂电流稳态值i_{arm_rms}＝λi_e，本实施例中，λ取区间0.5～0.65进行计算；

B5)计算IGBT器件对应的正负极间电压

如表3所示，取得每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

表3不同IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压范围

C)计算桥臂电流峰值i_{p_arm}并进一步计算取得阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}，根据每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围、阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}、阀基过流保护动作延迟时间t_P以及桥臂电抗器的电感值L_arm，本实施例中，t_P取155us，L_arm取60mH，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围，具体过程如下：

C1)计算额定工况下桥臂电流峰值

结合步骤B1)、步骤B3)和步骤B4)，额定工况下桥臂电流峰值可表示为

阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，k_VBC为可靠系数，1.2≤k_VBC≤1.25，本实施例中，k_VBC取1.2；

C2)发生换流站正、负极间故障时，故障发生后到IGBT闭锁前，上、下桥臂的子模块电容放电，形成故障回路路径，子模块电容、桥臂电抗器及线路阻抗组成RLC振荡回路，流经子模块的故障电流，从故障发生时刻起，迅速增大，故障电流上升率为

C3)IGBT闭锁后到交流系统跳开断路器结束，子模块电容从短路故障回路中退出，流经子模块的故障电流路径遵循LR一阶放电原理，从IGBT闭锁时刻开始起，故障电流不断减小，计算换流站正、负极间故障的桥臂暂态故障电流：

如表4所示，取得每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围；

表4不同IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流的范围

D)根据步骤A)收集的IGBT器件的暂态电流限值i_{fault_max}，对比步骤C)取得的每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围，选取在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于暂态电流限值i_{fault_max}的IGBT器件，并修正IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，具体包括如下情况：

若IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_faul的范围的最大值小于暂态电流限值i_{fault_max}，则选用该IGBT器件，若IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值大于暂态电流限值i_{fault_max}，则弃用该IGBT器件，若暂态电流限值i_{fault_max}位于IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值与最大值之间，则调整IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，满足IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_faul的范围的最大值小于暂态电流限值i_{fault_max}，然后选用该IGBT器件，即i_fault<i_{fault_max}，同时，

i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，

进行求解，得到：

其中，

将步骤C)取得IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围与

求交集，取得再次修正后的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

就本实施例而言，由表1和表4可知，直流输送容量900MW，采用额定电流1500A的IGBT器件，其暂态电流限值3000A位于所述1500A的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流范围的最小值与最大值之间，则通过

求得，746.0＜U_dc＜1576.6，与641.2～833.6求交集，取得修正后的746.0＜U_dc＜833.6；采用额定电流2000A和3000A的IGBT器件，其在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于暂态电流限值i_{fault_max}，故其均能够满足工程应用要求；

E)根据步骤D)选用的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算联接变压器阀侧电压U_v，如表5所示：

表5不同IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的联接变压器阀侧电压值

就近靠档选择通用GIS设备，并修正IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，当靠档选择的通用GIS设备额定电压大于等于联接变压器阀侧电压U_v时，IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围不变，当靠档选择的通用GIS设备额定电压小于联接变压器阀侧电压U_v时，降低正负极间电压U_dc的范围的最大值至联接变压器阀侧电压U_v等于靠档选择的通用GIS设备额定电压，在本实施例中，直流输送容量900MW，采用额定电流1500A的IGBT器件，联接变压器阀侧需采用500kVGIS设备，采用额定电流2000A的IGBT器件，联接变压器阀侧可采用330kVGIS设备，采用额定电流3000A的IGBT器件，联接变压器阀侧可采用220kVGIS设备；

F)根据直流输送容量P_e和步骤E)修正后的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算直流海缆载流量要求，如表6所示：

表6不同IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的直流海缆的直流电压和载流量要求

G)根据步骤F)取得的直流海缆载流量要求，结合步骤A)取得的供选用的直流海缆的最大导体截面对应的直流海缆载流量，进行直流海缆选型，若有多种电压等级的直流海缆满足要求，选取直流电压等级最低的直流海缆，最终选择的直流海缆的直流电压等级即为海上柔性直流输电工程的直流电压等级，本实施例中，由表6可知，直流输送容量900MW，采用额定电流1500A的IGBT器件，对应的直流海缆的正负极间电压范围为746.0～833.6kV，直流电流范围为1206.4～1079.6A，采用额定电流2000A的IGBT器件，对应的直流海缆的正负极间电压范围为480.9～625.2kV，直流电流范围为1871.4～1439.5A，采用额定电流3000A的IGBT器件，对应的直流海缆的正负极间电压范围为320.6～416.8kV，直流电流范围为2807.0～2159.3A，针对上述直流电压和载流量要求进行直流海缆选型，根据表2收集的直流海缆参数可知，采用额定电流1500A的IGBT器件，正负极间电压范围为746.0～833.6kV，需选用直流电压等级±400kV序号3的直流海缆，载流量为1125A，小于直流海缆最大载流量1750A，可用；采用额定电流2000A的IGBT器件，正负极间电压范围为480.9～625.2kV，需选用直流电压等级±250kV序号1的直流海缆，直流电流范围为1800A，小于直流海缆最大载流量2000A，可用；采用额定电流3000A的IGBT器件，正负极间电压范围为320.6～416.8kV，无符合的直流海缆，该IGBT器件弃用。

由于海上换流站直流电压等级越低，换流单元和直流场的过电压水平越低，海上换流站的体积和重量越小；再次，直流电压等级越低，直流海缆的绝缘要求越低，直流海缆的制造成本较小。因此，额定输送容量900MW的海上柔性直流输电工程，推荐正负极间电压为直流电压采用500kV，即±250kV直流电压等级。

本发明海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，能够为海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定提供有效的计算方法，有效降低工程建设成本，加快远海风电柔性直流输电工程建设。

Claims (6)

1.一种海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：包括如下步骤：

A)取得供选用的IGBT器件的电气参数，包括额定电流i_e和暂态电流限值i_{fault_max}，取得供选用的直流海缆的电气参数，包括直流电压等级和最大导体截面对应的直流海缆载流量，取得工程额定的直流输送容量P_e，取得换流阀的阀基过流保护动作延迟时间t_P，取得典型的桥臂电抗器的电感值L_arm；

B)根据直流输送容量P_e以及每个IGBT器件的稳态电流经济运行系数λ，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

C)计算桥臂电流峰值i_{p_arm}并进一步计算取得阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}，根据每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围、阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}、阀基过流保护动作延迟时间t_P以及桥臂电抗器的电感值L_arm，分别计算每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围；

D)根据所述步骤A)收集的IGBT器件的暂态电流限值i_{fault_max}，对比所述步骤C)取得的每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围，选取在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{faul_tmax}的IGBT器件，并修正所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

E)根据所述步骤D)选用的IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算联接变压器阀侧电压U_v，并就近靠档选择通用GIS设备，并修正所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围；

F)根据直流输送容量P_e和所述步骤E)修正后的所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，计算直流海缆载流量要求；

G)根据所述步骤F)取得的直流海缆载流量要求，结合所述步骤A)取得的供选用的直流海缆的最大导体截面对应的直流海缆载流量，进行直流海缆选型，若有多种电压等级的直流海缆满足要求，选取直流电压等级最低的直流海缆，最终选择的直流海缆的直流电压等级即为海上柔性直流输电工程的直流电压等级。

2.根据权利要求1所述海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：所述步骤B)包括如下步骤：

B1)根据直流输送容量P_e，计算直流极线电流

和联接变压器网侧功率

其中，

为联接变压器网侧功率因数，

并具备发出和吸收无功功率的能力；

B2)计算联接变压器阀侧电压

其中，M为换流器调制比，0.75≤M≤0.95；

B3)计算联接变压器阀侧电流

结合步骤B1)和步骤B2)，取得：

B4)计算IGBT桥臂电流稳态值

结合步骤B1)和步骤B3)，IGBT桥臂电流稳态值表示为：

其中，i_v(2)＝k₍₂₎×i_v(1)，k₍₂₎为桥臂电流二倍频分量相对桥臂电流基频分量占比，k₍₂₎≤0.3，额定运行情况下IGBT桥臂电流稳态值i_{arm_rms}＝λi_e；

B5)计算IGBT器件对应的正负极间电压

取得每个所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围。

3.根据权利要求2所述海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：所述步骤C)包括如下步骤：

C1)计算额定工况下桥臂电流峰值

结合步骤B1)、步骤B3)和步骤B4)，额定工况下桥臂电流峰值可表示为

阀基过流保护动作值i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，

其中，k_VBC为可靠系数，1.2≤k_VBC≤1.25；

C2)发生换流站正、负极间故障时，故障发生后到IGBT闭锁前，上、下桥臂的子模块电容放电，形成故障回路路径，子模块电容、桥臂电抗器及线路阻抗组成RLC振荡回路，流经子模块的故障电流，从故障发生时刻起，迅速增大，故障电流上升率为

C3)IGBT闭锁后到交流系统跳开断路器结束，子模块电容从短路故障回路中退出，流经子模块的故障电流路径遵循LR一阶放电原理，从IGBT闭锁时刻开始起，故障电流不断减小，计算换流站正、负极间故障的桥臂暂态故障电流：

取得每个IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围。

4.根据权利要求3所述海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：所述步骤D)，若所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，则选用该IGBT器件，若所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值大于所述暂态电流限值i_{fault_max}，则弃用该IGBT器件，若所述暂态电流限值i_{fault_max}位于所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值与最大值之间，则调整所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，满足所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，然后选用该IGBT器件。

5.根据权利要求4所述海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：所述步骤E)中，当靠档选择的通用GIS设备额定电压大于等于所述联接变压器阀侧电压U_v时，所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围不变，当靠档选择的通用GIS设备额定电压小于所述联接变压器阀侧电压U_v时，降低所述正负极间电压U_dc的范围的最大值至所述联接变压器阀侧电压U_v等于所述靠档选择的通用GIS设备额定电压。

6.根据权利要求4所述海上柔性直流输电工程的直流电压等级确定方法，其特征在于：所述暂态电流限值i_{fault_max}位于所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最小值与最大值之间时，则调整所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围，满足所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的桥臂暂态故障电流i_fault的范围的最大值小于所述暂态电流限值i_{fault_max}，即i_fault<i_{fault_max}，同时，

i_{DZ_arm}＝k_VBC×i_{p_arm}，

进行求解，得到：

其中，

将所述步骤C)取得所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围与

求交集，取得再次修正后的所述IGBT器件在稳态电流经济运行区间内对应的正负极间电压U_dc的范围。

Images