本发明专利技术提供了一种用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，该装置包括：升压变压器、保护装置、进线开关柜、整流变压器、倍压电容器、整流器、滤波电容器、限流电阻、放电系统和分压器组成。试验装置接线由变压系统和整流系统两部分，分别实现电压的升压和交流变为直流。变压系统通过两级变压实现，的接线，首先将低压交流电源介入线开关柜与保护装置，开关柜节升压变压器，在经整流变压器实现将低压交流电源到高压的交流电源的升压功能。可以应用于没有系统电源的海上和陆上柔性直流输电电压源换流阀的试验，全面检验电压源换流阀单体、整体性能。发明专利技术专利中，升压变压器可以采用变频电源来实现。频电源来实现。频电源来实现。
【技术实现步骤摘要】
用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置
[0001]本专利技术涉及柔性直流输电技术，具体的讲是一种用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置。
技术介绍
[0002]模块化多电平变换器（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，已成为当前电力电子领域的研究热点。基于模块化电压源换流阀的高压直流输电(high voltage direct current，HVDC)系统，能够克服可控硅直流的缺点，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、构筑城市负荷中心供电等领域具有广阔的应用前景。
[0003]在原理上，海上风电与孤岛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。海上换流站的调试主要分为在码头的站系统调试和海上的端对端系统调试两阶段，站系统调试是端对端系统调试的基础和保障。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。根据已有调试经验，在调试期间，一般通过交流系统对换流阀进行充电与解锁，但是换流阀从交流充电与解锁，在海上柔直工程中面临很多问题，主要问题有：1.所需电源容量大；换流阀容量较大（约在1000MVA数量级），在码头调试期间，换流阀对系统强度和电源容量要求非常大。以投切换流变压器，从交流对换流阀充电以及解锁时的暂态功率占额定功率的5%计算，则交流系统需要的电源容量为50MVA，约为110kV变电站1
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2台主变容量。另外，在系统强度较弱的情况下，还存在系统振荡等稳定问题，威胁换流阀与设备的安全。
[0004]2.需要增加充电电阻；模块化电压源换流阀在充电前，电容器的电压为零，电容器近似为短路。如果没有充电电阻，则会产生非常大的充电电流，导致换流阀损坏。为此，需要增加充电电阻，限制充电时的过流。如通过交流对换流阀进行充电，充电电阻容量在5MVA左右，电阻成本较高，成本约在200万左右；电阻制作周期长，需要专门定制，时间约4
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6个月；电阻通用性差，根据每个工程具体参数，需要不同的充电电阻。
[0005]3.需要临时接地装置；海上风电柔直工程的接地点，均设置在陆上，海上换流站没有接地点。海上换流站在陆上调试期间，需要增设临时接地装置。可以采取的接地方式，主要由直流电阻分压与接地电抗两种，两者的成本都在100万左右。另外，临时接地装置的接地阻抗，很难满足调试要求（小于0.5欧姆）。
[0006]4.与实际系统运行方式有差异；海上与孤岛换流站正常运行，是通过直流侧对换流阀进行充电与解锁。如果从交流侧进行充电与解锁，则使得调试与正常运行方式有所差异。如从交流侧进行充电与解锁，在海上调试期间也需要补充相应试验。
技术实现思路
[0007]为克服现有技术中的至少一缺陷，本专利技术提供一种用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，其包括：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于输出充电与解锁试验所需电压。
[0008]本专利技术实施例中，所述的进线开关保护电路包括：限流支路，开关支路，所述限流支路和开关支路并联；所述限流支路包括：限流电阻和开关，所述限流电阻和开关串联；所述开关支路包括：开关。
[0009]本专利技术实施例中，所述的升压变压器为单相工频变压器、三相工频变压器及半绝缘变压器中的任一。
[0010]本专利技术实施例中，所述的装置还包括：交流限流电阻R2、电容C1、整流二极管D1及整流二极管D2；升压变压器的副边的第二端连接到所述的交流限流电阻R2的第一端，所述交流限流电阻R2的第二端通过电容C1与整流二极管D2的第一端相连接，所述整流二极管D2的第二端连接到外部被试设备，以输出充电与解锁试验所需电压，所述整流二极管D1的第一端连接到所述电容C1与整流二极管D2之间，所述整流二极管D1的第二端通过升压变压器的副边的第一端接地。
[0011]本专利技术实施例中，所述的装置用于进行正极性换流阀实验；所述整流二极管D1的第一端为阴极，整流二极管D1的第二端为阳极；所述整流二极管D2的第一端为阳极，整流二极管D2的第二端为阴极。
[0012]本专利技术实施例中，所述的装置用于进行负极性换流阀实验；所述整流二极管D1的第一端为阳极，整流二极管D1的第二端为阴极；所述整流二极管D2的第一端为阴极，整流二极管D2的第二端为阳极。
[0013]本专利技术实施例中，所述的装置还包括：电容C2；所述电容C2的一端通过升压变压器的副边的第一端接地，所述电容C2的另一端连接整流二极管D2的第二端。
[0014]本专利技术实施例中，所述的装置还包括：分压器；所述的分压器的一端连接至整流二极管D2的第二端，所述分压器的另一端接地。
[0015]本专利技术实施例中，所述的装置还包括：电阻R3；所述电阻R3的一端与整流二极管D2的第二端相连接，所述电阻R3的另一端连接到外部被试设备。
[0016]本专利技术实施例中，所述的调压装置包括：调压变压器或变频电源。
[0017]本专利技术提供的用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，其通过升压变压器实
现电压的零起升压，通过选择适当的变压器、整流器、电容参数，能够满足换流阀直流侧充电与解锁试验，可以应用于没有系统电源的海上和陆上柔性直流输电电压源换流阀的试验，全面检验电压源换流阀单体、整体性能。专利技术专利中，升压变压器可以采用变频电源来实现。
[0018]为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为真双极(伪双极)海上柔性直流输电换流阀直流充电装置示意图；图2为真双极(伪双极)海上柔性直流输电换流阀直流充电装置三相示意图；图3 正极性柔性直流输电换流阀直流充电装置单相示意图；图4 负极性柔性直流输电换流阀直流充电装置单相示意图；图5 正极性柔性直流输电换流阀直流充电装置三相示意图；图6 负极性柔性直流输电换流阀直流充电装置三相示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，用于对换流阀进行直流侧充电与解锁试验，其特征在于，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于输出充电与解锁试验所需电压。2.如权利要求1所述的用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，其特征在于，所述的进线开关保护电路包括：限流支路，开关支路，所述限流支路和开关支路并联；所述限流支路包括：限流电阻和开关，所述限流电阻和开关串联；所述开关支路包括：一开关。3.如权利要求1所述的用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，其特征在于，所述的升压变压器为单相工频变压器、三相工频变压器及半绝缘变压器中的任一。4.如权利要求1所述的用于柔性直流输电电压源换流阀的试验装置，其特征在于，所述的装置还包括：交流限流电阻（R2）、电容（C1）、整流二极管（D1）及整流二极管（D2）；升压变压器的副边的第二端连接到所述的交流限流电阻（R2）的第一端，所述交流限流电阻（R2）的第二端通过电容（C1）与整流二极管（D2）的第一端相连接，所述整流二极管（D2）的第二端连接到外部被试设备，以输出充电与解锁试验所需电压，所述整流二极管（D1）的第一端连接到所述电容（C1...
【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，
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
国别省市：
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