CN217717936U

CN217717936U - 一种大容量电压源变流器对拖测试平台

Info

Publication number: CN217717936U
Application number: CN202220241612.XU
Authority: CN
Inventors: 李伟; 谢文刚; 宋中建; 孙利军; 张志成; 罗光荣
Original assignee: Shandong Taikai Dc Technology Co ltd; Shandong Taikai High Volt Switchgear Co Ltd
Current assignee: Shandong Taikai Dc Technology Co ltd; Shandong Taikai High Volt Switchgear Co Ltd
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2032-01-28

Abstract

本实用新型提供一种大容量电压源变流器对拖测试平台，包括：试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF、断路器QF2以及试品变流器TO；试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF以及断路器QF2依次串联连接；断路器QF2的输出端与试品变流器TO连接；试品变流器TO包括N个不同电压和功率等级的端口。本实用新型通过更改控制策略和一次接线改造实现，不需额外的培试变流器装置；可通过调压器调节变压器的输出电压，实现与不同电压等级变流器并网端口的连接，适配性强；不受变流器端口数量和容量的限制，灵活性高。

Description

一种大容量电压源变流器对拖测试平台

技术领域

本实用新型涉及柔性直流输电领域，特别涉及一种大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法。

背景技术

随着电力半导体技术的不断进步，基于电压源变流器的柔性直流输电 (VSC-HVDC)技术成为最近发展起来的一种新型电力传输系统，它采用脉冲宽度调制技术直接将直流电压逆变为幅值和相位都可控的交流电压，不需借助受端电网电压进行换相，并对受端电网的系统容量没有限制，可用于孤立小系统与主网之间的连接。VSC-HVDC可以独立、快速控制所传输的有功功率和无功功率，因此极大地增强了输电的灵活性，还可用于增强交流电网的电压稳定性和阻尼等应用。VSC-HVDC所具有的技术优势，使其成为最近发展起来的最有潜质的电力传输方式，特别适用于风力发电场与主网之间的稳定联结、向孤立的远方小负荷区供电以及大中城市配电系统的增容改造等应用。

VSC-HVDC的核心是基于全控器件的电压源变流器，电力传输的应用对于电压源变流器容量和电压等级提出了极高的要求。为充分验证大容量变流器的性能，出厂试验时有必要对其进行满功率测试，充分考核功率器件、散热系统、通流组件等设计的可靠性。

目前，满功率测试一般有两种方法，直接测试法和背靠背对拖测试法。直接测试法对试验室的电源及设备容量要求高，而且随着变流器容量的不断提升，在实验室环境条件下很难实现；背靠背对拖测试法对电源容量要求较低，但需另外搭建一套同等容量等级的电压源变流器作为培试装置，其造价和占地面积较高。

实用新型内容

本实用新型提供一种经济性高、占地面积小、可实施性强的大容量电压源变流器对拖测试平台。

对拖测试平台包括：试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF、断路器QF2以及试品变流器TO；

试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF以及断路器QF2依次串联连接；

断路器QF2的输出端与试品变流器TO连接；

试品变流器TO包括N个不同电压和功率等级的端口。

进一步需要说明的是，将各个功率端口拆分成两个同电流等级降电压或同电压等级降电流，并具有预设容量的子端口。

进一步需要说明的是，调整调压器TY的输出，使变压器TF的输出电压为并网端口额定电压的一半。

进一步需要说明的是，断路器QF2输出端连接的变流器设有高压子端口一H1；

高压子端口一H1由模块HA1、模块HA2以及模块HAM/2构成。

进一步需要说明的是，断路器QF2输出端连接的变流器还设有高压子端口一H2；

高压子端口二H2由模块HA(M/2+1)、模块HA(M/2+2)以及模块HAM构成。

进一步需要说明的是，断路器QF2输出端连接的变流器还设有低压子端口一L1；

低压子端口一L1由模块LD1、模块LD2以及模块LDN/2构成。

进一步需要说明的是，断路器QF2输出端连接的变流器还设有低压子端口二L2；

低压子端口二L2由模块LD(N/2+1)、模块LD(N/2+2)以及模块LDN构成。

进一步需要说明的是，试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器 TF、断路器QF2以及试品变流器TO分别为三相线路。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的电压源大容量变流器对拖测试平台，仅需补充设备对拖所消耗的能量，对试验电源、试验变压器等试验设备的容量要求较低，实时性强。

电压源大容量变流器对拖测试平台可通过调压器调节变压器的输出电压，实现与不同电压等级变流器并网端口的连接，适配性强。还不受变流器端口数量和容量的限制，灵活性高。

本实用新型对拖试验时首先调节调压器的输出，使变压器的输出电压为并网端口额定电压的一半，然后控制并网端口运行在跟随模式，其余端口一半运行在控电压模式，一半运行在控功率模式，功率控制值为对应端口额定功率的一半，在此基础上实现整个大容量变流器装置的满功率对拖，实现充分考核功率器件、散热系统和通流组件的大功率运行性能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为大容量电压源变流器对拖测试平台示意图；

图2为变流器及对拖测试平台连接示意图；

图3为变流器装置端口模块的拓扑图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

此外，本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

如图1至3所示，本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台包括：试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF、断路器QF2以及试品变流器TO；试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF以及断路器QF2依次串联连接；断路器QF2的输出端与试品变流器TO连接；试品变流器TO包括N个不同电压和功率等级的端口。

本实用新型是将各个功率端口拆分成两个同电流等级降电压或同电压等级降电流，并具有预设容量的子端口。即A1、B1～N1子端口构成变流器1， A2、B2～N2子端口构成变流器2，对拖试验时并网端口，即端口A1和A2运行在跟随模式，B1～N1运行在控电压模式，B2～N2运行在控功率模式，调整调压器的输出，使变压器的输出电压为并网端口额定电压的一半，在此基础上实现整个大容量变流器装置的满功率对拖，充分考核功率器件和通流组件的大功率运行性能。

进一步的讲，对拖试验时首先调节调压器的输出，使变压器的输出电压为并网端口额定电压的一半，然后控制并网端口运行在跟随模式，其余端口一半运行在控电压模式，一半运行在控功率模式，功率控制值为对应端口额定功率的一半，在此基础上实现整个大容量变流器装置的满功率对拖，实现充分考核功率器件、散热系统和通流组件的大功率运行性能的目的。

本实用新型还提供涉及大容量电压源变流器对拖测试方法，方法中，

试验前，将高压交流端口配置为两个电流等级相同但电压等级减半的子端口，子端口一H1由模块HA1～HAM/2构成，子端口二H2由模块 HA(M/2+1)～HAM构成；然后将低压直流端口配置为两个电压等级相同但电流等级减半的子端口，子端口一L1由模块LD1～LDN/2构成，子端口二L2 由模块LD(N/2+1)～LDN构成。

试验时，将断路器QF1合闸，调节调压器TY的输出电压，使变压器TF 的输出电压与两个高压交流子端口电压幅值一致；

闭合断路器QF2，试验电源经变压器升压后给两个高压子端口供电，依次解锁两个子端口模块的所有H桥1模块，完成并网；

分别解锁两个高压子端口的H桥2模块，经高频变和低压子端口中的H 桥3模块二极管给支撑电容整流充电，使低压子端口中的所有模块带电工作；

在低压子端口一中，对H桥3模块进行解锁，运行在控电压模式，将模块电压控制在要求值；

低压子端口二采集子端口一的输出电压，然后解锁所有H桥3模块，并运行在控功率模式，通过控制端口功率流动方向和大小，将功率控制在额定功率，从而实现整个变流器设备的对拖。

本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

所属技术领域的技术人员能够理解，本实用新型提供的大容量电压源变流器对拖测试平台以及测试方法的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，包括：试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF、断路器QF2以及试品变流器TO；

断路器QF2的输出端与试品变流器TO连接；

试品变流器TO包括N个不同电压和功率等级的端口。

2.根据权利要求1所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

将各个功率端口拆分成两个同电流等级降电压或同电压等级降电流，并具有预设容量的子端口。

3.根据权利要求2所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

调整调压器TY的输出，使变压器TF的输出电压为并网端口额定电压的一半。

4.根据权利要求1所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

断路器QF2输出端连接的变流器设有高压子端口一H1；

高压子端口一H1由模块HA1、模块HA2以及模块HAM/2构成。

5.根据权利要求4所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

断路器QF2输出端连接的变流器还设有高压子端口一H2；

6.根据权利要求1所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

断路器QF2输出端连接的变流器还设有低压子端口一L1；

低压子端口一L1由模块LD1、模块LD2以及模块LDN/2构成。

7.根据权利要求6所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

断路器QF2输出端连接的变流器还设有低压子端口二L2；

8.根据权利要求1所述的大容量电压源变流器对拖测试平台，其特征在于，

试验电源US、断路器QF1、调压器TY、变压器TF、断路器QF2以及试品变流器TO分别为三相线路。