利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，所述柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)由換流器A站和換流器B站組成，換流器A站為整流站，換流器B站為逆變站，兩個(gè)換流站分別連接變壓器和高壓斷路器Q0后與高壓電線連接，兩換流站之間連接直流母線，直流母線上安裝有短路電子開(kāi)關(guān)L,兩換流站直流母線側(cè)均安裝有開(kāi)關(guān)Q1；利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行柔直工程閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，完全等效了MMC閥在實(shí)際運(yùn)行工況的全載試驗(yàn)回路，解決了在傳統(tǒng)合成回路上無(wú)法進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柔性直流輸電領(lǐng)域的運(yùn)行型式試驗(yàn)方法，具體涉及一種利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著可關(guān)斷大功率高壓絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)閥技術(shù)器件開(kāi)始應(yīng)用于直流輸電，標(biāo)志著第三代直流輸電技術(shù)的誕生。這種技術(shù)即適合于小容量輸電，也適合于大容量數(shù)電。隨著世界范圍內(nèi)柔性直流輸電工程的增加，我國(guó)在柔性直流輸電工程方面進(jìn)展也很快，但基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電(MMC-HVDC)技術(shù)發(fā)展時(shí)間短，在實(shí)際工程中普遍存在電壓高、電流大、容量大的特點(diǎn)；所以勢(shì)必會(huì)影響到MMC閥投運(yùn)前進(jìn)行的運(yùn)行型式試驗(yàn)，目前很難在試驗(yàn)環(huán)境中模擬與實(shí)際運(yùn)行工況相同的等效全容量試驗(yàn)回路。
[0003]在以往的類似試驗(yàn)方法中一般均是采用合成回路，利用發(fā)電機(jī)組或者電容器組通過(guò)外圍電路向試品注入大電流的試驗(yàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)短路電流的模擬，但由于柔性直流輸電短路電流試驗(yàn)被試試品MMC閥的電壓等級(jí)高、電流大、容量大等特點(diǎn)已經(jīng)很難在傳統(tǒng)的合成回路上來(lái)完成，目前急需一種能適應(yīng)柔性直流輸電閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能滿足高電壓、大電流、大容量需求的利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法。
[0005]本發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，所述柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)由換流器A站和換流器B站組成，換流器A站為整流站，換流器B站為逆變站，兩個(gè)換流站分別連接變壓器和高壓斷路器QO后與高壓電線連接，兩換流站之間連接直流母線，直流母線上安裝有短路電子開(kāi)關(guān)L，兩換流站直流母線側(cè)均安裝有開(kāi)關(guān)Ql ;試品閥組件包含在背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)換流器站中，所述的兩個(gè)換流器站共由24個(gè)閥組件構(gòu)成，一個(gè)閥組件由2個(gè)功率模塊組成，每個(gè)功率模塊由2只IGBT反相并聯(lián)2只二極管后串聯(lián)構(gòu)成，其中一半閥組件作為陪試閥段，另一閥組件作為被試閥段，通過(guò)控制變壓器、閥組件工作進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，閥組件型式試驗(yàn)包括最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。
[0007]所述的閥組件最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下:
[0008]I)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0009]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到最低工作電壓，并保持lOmin。
[0010]所述的閥組件1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下:
[0011]I)閉合兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；[0012]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0013]3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0014]4)閉合換流器B站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0015]5)換流器B站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0016]6)進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行，換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1 倍。
[0017]所述的閥組件短路電流試驗(yàn)步驟如下:
[0018]I)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0019]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0020]3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0021]4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，并控制短路時(shí)間使其持續(xù)短路100ms，并使短路電流達(dá)到閥組件要求最大短路電流值。
[0022]所述的IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)步驟如下:
[0023]I)將直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L連接至試品閥組件兩端，斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0024]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0025]3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0026]4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，當(dāng)通過(guò)IGBT的電流達(dá)到IGBT要求的過(guò)流值時(shí)，使IGBT過(guò)流關(guān)斷，使IGBT過(guò)流關(guān)斷值達(dá)到閥組件要求最大過(guò)流值。
[0027]本發(fā)明利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行柔直工程閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，解決了由于柔性直流輸電換流閥運(yùn)行型式試驗(yàn)電壓高、電流大、容量大等特點(diǎn)無(wú)法在傳統(tǒng)合成回路上進(jìn)行試驗(yàn)的問(wèn)題，搭建一套完整的柔性直流輸電背靠背試驗(yàn)回路系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行MMC閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，完全等效了 MMC閥在實(shí)際運(yùn)行工況的全載試驗(yàn)回路，閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)包括最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0030]如圖1所示，利用10kV/12.5麗柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行柔性直流輸電工程換流站閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)；經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，10kV/12.5麗柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)完成的柔性直流輸電工程換流站閥組件(包含56個(gè)功率模塊)的最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍電流連續(xù)運(yùn)行能力試驗(yàn)、最大暫時(shí)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行能力試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)是否能滿足IEC62501-2009標(biāo)準(zhǔn)中運(yùn)行型式試驗(yàn)項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)。
[0031]整個(gè)背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)基于MMC結(jié)構(gòu)組成三相6脈動(dòng)橋，核心器件為大功率器件IGBT，背靠背系統(tǒng)為換流器A站和換流器B站組成，換流器A站為整流站，換流器B站為逆變站，兩個(gè)換流站分別連接變壓器和高壓斷路器QO后與高壓電線連接，兩換流站之間連接直流母線，直流母線上安裝有短路電子開(kāi)關(guān)L，兩換流站直流母線側(cè)均安裝有開(kāi)關(guān)Ql ；2個(gè)換流器站共由24個(gè)閥組件構(gòu)成，一個(gè)閥組件由7個(gè)功率模塊組成，每個(gè)功率模塊由2只IGBT反并聯(lián)2只二極管串聯(lián)構(gòu)成，試品閥組件包含在背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)換流器站中，其中一半閥組件作為陪試閥段，另一閥組件作為被試閥段，通過(guò)控制變壓器、閥組件工作進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，閥組件型式試驗(yàn)包括最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。
[0032]參考圖1，背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)中，QO為換流閥A與換流閥B用高壓斷路器；R0為限流電阻器，主要限制回路充電時(shí)的浪涌電流；T01、T02為變壓器；L1-L6為橋臂電抗，主要用于限制換流、減少諧波山為直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)，電子開(kāi)關(guān)控制直流側(cè)短路；還包括直流母線側(cè)負(fù)載、直流負(fù)載電感及電阻用于調(diào)節(jié)輸出電流大小。
[0033]所述的閥組件最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下:
[0034]I)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0035]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到最低工作電壓，并保持lOmin。
[0036]所述的閥組件1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下:
[0037]I)閉合兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0038]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0039]3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0040]4)閉合換流器B站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0041 ] 5)換流器B站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0042]6)進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行，換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1 倍。
[0043]所述的閥組件短路電流試驗(yàn)步驟如下:
[0044]I)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0045]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0046]3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0047]4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，并控制短路時(shí)間使其持續(xù)短路100ms，并使短路電流達(dá)到閥組件要求最大短路電流值。
[0048]所述的IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)步驟如下:[0049]I)將直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L連接至試品閥組件兩端，斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電；
[0050]2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓；
[0051 ] 3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作；
[0052]4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，當(dāng)通過(guò)IGBT的電流達(dá)到IGBT要求的過(guò)流值時(shí)，使IGBT過(guò)流關(guān)斷，使IGBT過(guò)流關(guān)斷值達(dá)到閥組件要求最大過(guò)流值。
[0053]本發(fā)明利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行柔直工程閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，解決了由于柔性直流輸電換流閥運(yùn)行型式試驗(yàn)電壓高、電流大、容量大等特點(diǎn)無(wú)法在傳統(tǒng)合成回路上進(jìn)行試驗(yàn)的問(wèn)題，搭建一套完整的柔性直流輸電背靠背試驗(yàn)回路系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行MMC閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，完全等效了 MMC閥在實(shí)際運(yùn)行工況的全載試驗(yàn)回路，閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)包括最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。
【權(quán)利要求】
1.利用背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，其特征在于:利用柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，所述柔性直流輸電背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)由換流器A站和換流器B站組成，換流器A站為整流站，換流器B站為逆變站，兩個(gè)換流站分別連接變壓器和高壓斷路器QO后與高壓電線連接，兩換流站之間連接直流母線，直流母線上安裝有短路電子開(kāi)關(guān)L，兩換流站直流母線側(cè)均安裝有開(kāi)關(guān)Ql ;試品閥組件包含在背靠背回路試驗(yàn)系統(tǒng)的一個(gè)換流器站中，所述的兩個(gè)換流器站共由24個(gè)閥組件構(gòu)成，一個(gè)閥組件由2個(gè)功率模塊組成，每個(gè)功率模塊由2只IGBT反相并聯(lián)2只二極管后串聯(lián)構(gòu)成，其中一半閥組件作為陪試閥段，另一閥組件作為被試閥段，通過(guò)控制變壓器、閥組件工作進(jìn)行閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)，閥組件型式試驗(yàn)包括最小直流電壓試驗(yàn)、1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)、短路電流試驗(yàn)、IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，其特征在于，所述的閥組件最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下: 1)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電； 2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到最低工作電壓，并保持lOmin。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，其特征在于，所述的閥組件1.1倍最小直流電壓試驗(yàn)步驟如下: 1)閉合兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電； 2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓； 3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作； 4)閉合換流器B站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓； 5)換流器B站IGBT解鎖，即IGBT正常工作； 6)進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行，換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，其特征在于，所述的閥組件短路電流試驗(yàn)步驟如下: 1)斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電； 2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓； 3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作； 4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，并控制短路時(shí)間使其持續(xù)短路100ms，并使短路電流達(dá)到閥組件要求最大短路電流值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件運(yùn)行型式試驗(yàn)的方法，其特征在于，所述的IGBT過(guò)流關(guān)斷試驗(yàn)步驟如下: 1)將直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L連接至試品閥組件兩端，斷開(kāi)兩換流站直流母線側(cè)開(kāi)關(guān)Q1，啟動(dòng)換流器A站對(duì)閥組件進(jìn)行不受控充電； 2)閉合換流器A站高壓斷路器Q0，調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓至功率模塊中每個(gè)IGBT模塊達(dá)到額定工作電壓； 3)換流器A站IGBT解鎖，即IGBT正常工作； 4)換流器A站調(diào)節(jié)輸入功率至被試閥組件電流達(dá)到額定電流的1.1倍，閉合直流母線上短路電子開(kāi)關(guān)L，當(dāng)通過(guò)IGBT的電流達(dá)到IGBT要求的過(guò)流值時(shí)，使IGBT過(guò)流關(guān)斷，使IGBT過(guò)流關(guān)斷值 達(dá)到閥組件要求最大過(guò)流值。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK104035027SQ201410279989
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】段朝輝, 行鵬, 宋志順, 胡宇, 馬宇, 田行, 董小娟 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司