一种换流阀运行试验拓扑平台制造技术

本发明专利技术公开了一种换流阀运行试验拓扑平台，陪试换流阀为混合拓扑结构，具备为试品换流阀提供可调节的单相或三相交流电压，同时可适应不同直流电压等级的要求，换流变压器为带中性点的三相变压器，可连接单相试品换流阀或三相试品换流阀，试品换流阀通过直流侧隔离开关的通断，可实现功率模块的直流侧不控充电、直流侧可控充电、交流侧不控充电、交流侧可控充电，以及试品换流阀桥臂中电流的直流分量和交流分量的独立控制，以模拟试品换流阀现场实际工程中的运行工况，通过调节直流电源的输出，可适应不同柔性直流输电工程功率模块运行时电容电压的需求。该试验拓扑平台解决了满足不同换流阀的试验需求，提高换流阀试验的效率和节约换流阀的生产成本的技术问题。和节约换流阀的生产成本的技术问题。和节约换流阀的生产成本的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀运行试验拓扑平台


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种换流阀运行试验拓扑平台。

技术介绍

[0002]基于MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)的柔性直流输电系统，其换流阀具有占地面积小、无需交流滤波器、有功功率和无功功率的独立解耦控制、支持孤岛及风电场的黑启动、大电网互联等多方面的优点，在解决多区域并网、远距离电能输送以及新能源并网方面有很大的优势。目前基于MMC的柔性直流输电系统包括使用半桥功率模块作为基本组成单元的换流阀、使用全桥功率模块组成的换流阀以及基于半桥功率模块和全桥功率模块组成的混合拓扑换流阀，基于全半桥混合拓扑的换流阀，由于全桥功率模块和半桥功率模块的结构以及外特性的不一致，导致混合换流阀在充电和控制过程中与纯半桥或纯全桥有所不同，在交流侧不控充电阶段全桥功率模块电容电压是半桥功率模块电容电压的两倍，导致功率模块电容电压的严重不一致，因此，对于换流阀试验平台提出了更多功能和更高要求，即换流阀试验平台能够对纯全桥功率模块拓扑的换流阀、纯全桥功率模块拓扑的换流阀以及混合拓扑的换流阀均可完成功能和性能试验，同时对于不同功能功率模块级联级数不一致，需要试验拓扑具备直流电压的灵活调节能力，满足不同功能的换流阀的试验要求。一个具备通用性和灵活性的换流阀试验平台能够显著提高换流阀试验的效率和节约换流阀的生产成本，同时能够极大的提高换流阀在实际工程中的可靠性和稳定性，因此，提供一种能够适用于不同换流阀试验的平台，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种换流阀运行试验拓扑平台，用于满足不同换流阀的试验需求，提高换流阀试验的效率和节约换流阀的生产成本。
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种换流阀运行试验拓扑平台，包括陪试换流阀、直流侧隔离开关、直流电源回路和换流变压器；
[0005]所述陪试换流阀为三相混合换流阀，所述换流变压器为带中性点的三相变压器；
[0006]所述陪试换流阀的交流侧通过所述换流变压器与试品换流阀的交流侧连接；
[0007]所述陪试换流阀的交流侧为三相电，所述试品换流阀的交流侧为三相电或单相电；
[0008]所述陪试换流阀和所述试品换流阀分别通过所述直流侧隔离开关与所述直流电源回路连接。
[0009]可选地，所述陪试换流阀由三相六桥臂换流阀组成，每个桥臂由桥臂电抗和混合功率模块串联组成。
[0010]可选地，所述直流电源回路包括交流侧电源、交流断路器、旁路充电电阻隔离开关、充电电阻、交流调压器、交流侧三相变压器、整流二极管和滤波电容；
[0011]所述交流侧电源通过所述交流断路器与所述充电电阻连接，所述旁路充电电阻隔离开关与所述充电电阻并联，所述充电电阻另一端与所述交流调压器连接，所述交流调压器与所述交流侧三相变压器连接，所述交流侧三相变压器与整流二极管连接，所述滤波电容与所述整流二极管并联。
[0012]可选地，所述直流侧隔离开关包括第一直流侧隔离开关、第二直流侧隔离开关、第三直流侧隔离开关和第四直流侧隔离开关；
[0013]所述第一直流侧隔离开关连接所述陪试换流阀的正端和所述整流二极管的阴极，所述第二直流侧隔离开关连接所述陪试换流阀的负端和所述整流二极管的阳极，所述第三直流侧隔离开关连接所述试品换流阀的正端和所述整流二极管的阴极，所述第四直流侧隔离开关连接所述试品换流阀的负端和所述整流二极管的阳极。
[0014]可选地，在使用换流阀运行试验拓扑平台对所述试品换流阀进行交流侧可控充电时，执行以下步骤：
[0015]闭合所述第一直流侧隔离开关和所述第二直流侧隔离开关；
[0016]闭合所述交流断路器，使得所述陪试换流阀从直流侧进行不控充电；
[0017]在不控充电完成后切除所述充电电阻，启动所述陪试换流阀可控充电；
[0018]在所述陪试换流阀功率模块电容电压充电至额定值后，解锁所述陪试换流阀，使得所述陪试换流阀控制交流侧电压到达1p.u，所述试品换流阀通过交流侧进行可控充电；
[0019]所述试品换流阀功率模块电容电压充电至额定值时，所述试品换流阀交流侧可控充电完成。
[0020]可选地，在使用换流阀运行试验拓扑平台对所述试品换流阀进行直流侧可控充电时，执行以下步骤：
[0021]闭合所述第一直流侧隔离开关、所述第二直流侧隔离开关、所述第三直流侧隔离开关和第四直流侧隔离开关；
[0022]闭合所述交流断路器，使得所述陪试换流阀和所述试品换流阀从直流侧进行不控充电；
[0023]在所述陪试换流阀和所述试品换流阀不控充电完成后，闭合所述旁路充电电阻隔离开关，使得所述陪试换流阀和所述试品换流阀从直流侧进行可控充电。
[0024]可选地，在使用换流阀运行试验拓扑平台对所述试品换流阀进行解锁运行试验时，执行以下步骤：
[0025]解锁所述陪试换流阀，使得所述陪试换流阀控制交流电压，将交流电压抬升至目标电压；
[0026]解锁所述试品换流阀，依据工程需求控制所述试品换流阀中的直流分量和交流分量，使得流过所述试品换流阀的电流应力和实际工程一致；
[0027]在解锁运行试验完成后，先闭锁所述试品换流阀，再闭锁所述陪试换流阀。
[0028]从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：
[0029]本专利技术提供了一种换流阀运行试验拓扑平台，陪试换流阀为混合拓扑结构，具备为试品换流阀提供可调节的单相或三相交流电压，同时可适应不同直流电压等级的要求，换流变压器为带中性点的三相变压器，可连接单相试品换流阀或三相试品换流阀，试品换流阀通过直流侧隔离开关的通断，在直流侧和交流侧可实现功率模块的直流侧不控充电、
直流侧可控充电、交流侧不控充电、交流侧可控充电，以及试品换流阀桥臂中电流的直流分量和交流分量的独立控制，以模拟试品换流阀现场实际工程中的运行工况，通过调节直流电源的输出，可适应不同柔性直流输电工程功率模块运行时电容电压的需求，因此，本专利技术提供的换流阀运行试验拓扑平台能够满足不同换流阀的试验需求，提高换流阀试验的效率和节约换流阀的生产成本。
附图说明
[0030]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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相关的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例中提供的一种换流阀运行试验拓扑平台的电路结构示意图(试品为三相拓扑结构)；
[0032]图2为本专利技术实施例中提供的一种换流阀运行试验拓扑平台的电路结构示意图(试品为单相拓扑结构)；
[0033]图3为本专利技术实施例中提供的半桥功率模块结构示意图；
[0034]图4为本专利技术实施例中提供的全桥功率模块结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀运行试验拓扑平台，其特征在于，包括陪试换流阀、直流侧隔离开关、直流电源回路和换流变压器；所述陪试换流阀为三相混合换流阀，所述换流变压器为带中性点的三相变压器；所述陪试换流阀的交流侧通过所述换流变压器与试品换流阀的交流侧连接；所述陪试换流阀的交流侧为三相电，所述试品换流阀的交流侧为三相电或单相电；所述陪试换流阀和所述试品换流阀分别通过所述直流侧隔离开关与所述直流电源回路连接。2.根据权利要求1所述的换流阀运行试验拓扑平台，其特征在于，所述陪试换流阀由三相六桥臂换流阀组成，每个桥臂由桥臂电抗和混合功率模块串联组成。3.根据权利要求2所述的换流阀运行试验拓扑平台，其特征在于，所述直流电源回路包括交流侧电源、交流断路器、旁路充电电阻隔离开关、充电电阻、交流调压器、交流侧三相变压器、整流二极管和滤波电容；所述交流侧电源通过所述交流断路器与所述充电电阻连接，所述旁路充电电阻隔离开关与所述充电电阻并联，所述充电电阻另一端与所述交流调压器连接，所述交流调压器与所述交流侧三相变压器连接，所述交流侧三相变压器与整流二极管连接，所述滤波电容与所述整流二极管并联。4.根据权利要求3所述的换流阀运行试验拓扑平台，其特征在于，所述直流侧隔离开关包括第一直流侧隔离开关、第二直流侧隔离开关、第三直流侧隔离开关和第四直流侧隔离开关；所述第一直流侧隔离开关连接所述陪试换流阀的正端和所述整流二极管的阴极，所述第二直流侧隔离开关连接所述陪试换流阀的负端和所述整流二极管的阳极，所述第三直流侧隔离开关连接所述试品换流阀的正端和所述整流二极管的阴极，所述第四直流侧隔离开关连接所述试品换流阀的负端和所述整流二极管的阳极。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗新，王红斌，朱信红，李卓坚，彭政，刘小勇，陈宇昇，刘晶，刘鉴栋，张青立，易满成，黄薇蓉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：