柔性直流输电电压源换流阀试验方法及电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种柔性直流输电电压源换流阀试验方法及电源装置，方法包括：通过控制隔离开关将被测电压源换流阀的正极、地或负极连接端连接到外部试验直流电源；控制外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，进行取能电源启动电压测试；对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，进行耐压测试试验；耐压测试试验完成后，对被测电压源换流阀解锁，对被测电压源换流阀进行电气性能试验；电气性能试验试验完成后，闭锁被测电压源换流阀进行取能电源闭锁测试。本发明专利技术试验过程操作简单、对设备性能要求低，且适用范围广，不仅适用于阀段子模块性能检测，而且适用于阀塔和单极、双极换流阀的性能检测。双极换流阀的性能检测。双极换流阀的性能检测。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电电压源换流阀试验方法及电源装置


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电技术，具体的讲是一种柔性直流输电电压源换流阀试验方法及电源装置。

技术介绍

[0002]模块化多电平换流阀（Modular Multilevel Converter，MMC）采用可控关断型电力电子器件和脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation，PWM），既可以实现有功功率和无功功率的独立控制，又能向无源网络供电，是一种新颖的多电平变换器拓扑结构。基于模块化电压源换流阀的柔性直流输电系统，能够克服传统可控硅直流输电的缺点，在连接新能源发电场（如风力发电、太阳能发电等）到电网、向远距离负荷供电、构筑城市负荷中心等领域具有广阔的应用前景。模块化多电平换流阀较常规直流晶闸管阀具有紧凑化、模块化设计，易于移动、安装、调试和维护，方便扩展和实现多端直流输电等优点，成为未来输配电系统中一个不可或缺的重要组成部分。
[0003]基于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）电力电子元件的子模块是MMC换流阀的核心元件，工程安装阶段，但是子模块在运抵现场的过程中，极易受到振动、跌落、高低温、湿度等复杂运输环境的影响，为了保证柔性直流输电工程使用的MMC换流阀子模块功能正常，需要在安装前对换流阀子模块进行测试。为了缩短现场安装调试时间，工程多采用以多个子模块串联组成的阀段为单位进行测试的方法，或者具备条件后，从交流系统对换流阀进行解锁试验。
[0004]在原理上，海上风电柔性直流输电工程和陆上柔性直流输电相似，海上平台没有陆上换流站的交流电源点和负荷，使得两者面临不同的工程实际问题。海上换流站都是处于孤岛运行状态，在基建阶段没有交流系统电源。只有等换流阀就位、海缆连接完成后，才具备从直流海缆对换流阀进行系统试验。此时，换流阀没有经过完全的试验，不能保证换流阀完好的投入运行。只有充分和完善的站系统试验，才能保证设备的安全和系统调试的顺利进行。继续采用陆上换流站的调试方式，通过交流系统对换流阀进行充电与解锁调试的方式，是不经济的，而且也是不可行的。寻找适合海上柔直换流站调试的电源和方法，已成为制约海上柔直调试的最大难题，必须寻求新的调试技术与设备。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术中柔性直流输电电压源换流阀试验的至少一缺陷，本专利技术提供了一种柔性直流输电电压源换流阀试验方法，包括：通过控制隔离开关将被测电压源换流阀的正极、地或负极连接端连接到外部试验直流电源；控制所述外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，对被测电压源换流阀进行取能电源启动电压测试；对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，对被测电压源换流阀进行耐压测
试试验；耐压测试试验完成后，对被测电压源换流阀解锁，对被测电压源换流阀进行电气性能试验；电气性能试验试验完成后，闭锁被测电压源换流阀，对被测电压源换流阀进行取能电源闭锁测试。
[0006]本专利技术实施例中，所述的通过控制隔离开关将被测电压源换流阀的正极、地或负极连接端连接到外部试验直流电源包括：确定输电系统为真双极柔性直流输电换流器，所述外部试验直流电源的正极、地和负极，分别接于被测电压源换流阀的正极、地和负极连接端；或者，正极试验时，所述外部试验直流电源的正极、地分别接于电压源换流阀的正极、地连接端，负极直流电源悬空不接；负极试验时，所述外部试验直流电源的负极、地分别接于电压源换流阀的负极、地连接端，正极直流电源悬空不接；确定输电系统为伪双极柔性直流输电系统，所述外部试验直流电源的正极、地和负极，分别接于被测电压源换流阀的正极、地和负极连接端；确定输电系统为单极柔性直流输电系统，正极换流器时，所述外部试验直流电源的正极、地分别接于被测电压源换流阀的正极、地连接端，负极直流电源悬空不接；负极换流器时，所述外部试验直流电源的负极、地分别接于被测电压源换流阀的负极、地连接端，正极直流电源悬空不接。
[0007]本专利技术实施例中，所述控制所述外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，对被测电压源换流阀进行取能电源启动电压测试包括：控制外部试验直流电源升压至被测电压源换流阀的子模块最小取能电源，确定换流阀子模块中的异常模块数量不超过预设冗余值，则继续升压至被测电压源换流阀的额定电压，在升压充电过程中，根据检测到的换流阀子模块的取能电源电压、通信状态以及电容均应进行子模块的取能电源启动电压测试。
[0008]本专利技术实施例中，所述控制所述外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，对被测电压源换流阀进行取能电源启动电压测试包括：控制外部直流电源升压至被测电压源换流阀的额定电压，在升压充电过程中，根据检测到的换流阀子模块的取能电源电压、通信状态以及电容均压进行子模块的取能电源启动电压测试。
[0009]本专利技术实施例中，所述对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，对被测电压源换流阀进行耐压测试试验包括：对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，确定电压源换流阀子模块的取能电源电压、通信状态以及电容均压正常后，并且电压源换流阀的旁路子模块个数少于预设的冗余数量时，控制被测电压源换流阀、阀段、阀塔或阀厅桥臂两端的电压升至额定电压，且保持预设时长，在预设时长内，完成换流阀耐压测试。
[0010]本专利技术实施例中，所述的耐压测试试验完成后，对被测电压源换流阀解锁，对被测电压源换流阀进行电气性能试验包括：控制所述隔离开关断开外部试验直流电源，对被测电压源换流阀解锁进行无源解锁，根据被测电压源换流阀输出波形对被测电压源换流阀进行电气性能试验检测。
[0011]本专利技术实施例中，所述的对被测电压源换流阀解锁进行无源解锁包括：按预设的固定调制比，以预设的不同时长对被测电压源换流阀进行无源解锁；或按预设的固定时长，以预设的不同调制比对被测电压源换流阀进行无源解锁。
[0012]本专利技术实施例中，所述的耐压测试试验完成后，对被测电压源换流阀解锁，对被测电压源换流阀进行电气性能试验包括：对被测电压源换流阀解锁进行有源解锁，根据被测电压源换流阀输出波形对被测电压源换流阀进行电气性能试验检测。
[0013]本专利技术实施例中，所述的对被测电压源换流阀解锁进行有源解锁包括：按预设的固定调制比，以预设的不同时长对被测电压源换流阀进行有源解锁；或按预设的固定时长，以预设的不同调制比对被测电压源换流阀进行有源解锁。
[0014]另一方面，本专利技术还提供一种柔性直流输电电压源换流阀试验电源装置，电源装置用于输出直流电源，提供上述的外部试验直流电源；所述的试验电源包括：进线开关保护电路，调压装置以及升压变压器；所述进线开关保护电路的一端连接到调压装置的一端，所述进线开关保护电路的另一端连接外部交流电源，所述进线开关保护电路实现外部交流源与调压装置的连接与断开；所述调压装置的另一端连接到升压变压器的原边，用于对通过进线开关保护电路接入的外部交流电源进行调压；所述升压变压器的副边的第一端接地，所述升压变压器的副边的第二端用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电电压源换流阀试验方法，其特征在于，所述的方法包括：通过控制隔离开关将被测电压源换流阀的正极、地或负极连接端连接到外部试验直流电源；控制所述外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，对被测电压源换流阀进行取能电源启动电压测试；被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，对被测电压源换流阀进行耐压测试试验；耐压测试试验完成后，对被测电压源换流阀解锁进行电气性能试验；电气性能试验试验完成后，闭锁被测电压源换流阀，对被测电压源换流阀进行取能电源闭锁测试；所述的通过控制隔离开关将被测电压源换流阀的正极、地或负极连接端连接到外部试验直流电源包括：确定输电系统为真双极柔性直流输电换流器，所述外部试验直流电源的正极、地和负极，分别接于被测电压源换流阀的正极、地和负极连接端；或者，正极试验时，所述外部试验直流电源的正极、地分别接于电压源换流阀的正极、地连接端，负极直流电源悬空不接；负极试验时，所述外部试验直流电源的负极、地分别接于电压源换流阀的负极、地连接端，正极直流电源悬空不接；确定输电系统为伪双极柔性直流输电系统，所述外部试验直流电源的正极、地和负极，分别接于被测电压源换流阀的正极、地和负极连接端；确定输电系统为单极柔性直流输电系统，正极换流器时，所述外部试验直流电源的正极、地分别接于被测电压源换流阀的正极、地连接端，负极直流电源悬空不接；负极换流器时，所述外部试验直流电源的负极、地分别接于被测电压源换流阀的负极、地连接端，正极直流电源悬空不接。2.如权利要求1所述的柔性直流输电电压源换流阀试验方法，其特征在于，所述控制所述外部试验直流电源升压对被测电压源换流阀的电容进行充电，对被测电压源换流阀进行取能电源启动电压测试包括：控制外部试验直流电源升压至被测电压源换流阀的子模块最小取能电压，确定换流阀子模块中的异常模块数量不超过预设冗余值，则继续升压至被测电压源换流阀的额定电压，在升压充电过程中，根据检测到的换流阀子模块的取能电源电压、通信状态以及电容均应进行子模块的取能电源启动电压测试。3.如权利要求1所述的柔性直流输电电压源换流阀试验方法，其特征在于，所述对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，对被测电压源换流阀进行耐压测试试验包括：对被测电压源换流阀的电容充电至额定电压后，确定电压源换流阀子模块的取能电源电压、通信状态以及电容均压正常后，且电压源换流阀的旁路子模块个数少于预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡应宏，蔡巍，卢毅，宋鹏，朱守舵，杨大伟，龙凯华，李雨，辛光明，王炳辉，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
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