一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法及系统，包括：通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电，充电完毕后断开试验电源与海上平台换流阀之间的接线开关；基于开环控制策略下发换流阀短时解锁命令，使海上平台换流阀依靠子模块电容上储存的能量完成短时解锁运行；基于预设试验判据对海上平台换流阀短时解锁运行期间的运行数据进行判别，对柔性直流海上平台的相关性能进行验证。本发明专利技术利用海工基地的低电压、小容量试验电源实现对高电压、大功率换流阀的友好充电与安全解锁，以便在海上平台赴海上站址就位前提前实现其基本功能的全面验证，可以广泛应用于柔直系统现场调试领域。可以广泛应用于柔直系统现场调试领域。可以广泛应用于柔直系统现场调试领域。

【技术实现步骤摘要】
一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法及系统


[0001]本专利技术涉及远海风电柔性直流送出系统的现场调试领域，特别是关于一种用于远海风电柔性直流送出系统的海上平台换流阀码头无源解锁试验方法及系统。

技术介绍

[0002]柔性直流送出技术是远海风电可靠并网的首选技术方案，也是目前唯一具有工程实践经验的大规模远海风电并网方案。不同于陆上柔性直流系统，远海风电柔性直流送出系统在海上平台集中布置海上换流站的电气系统、辅助系统和安全系统设备，海上平台由基础桩、导管架和上部组块三大部分组成，其建设安装成本约占工程总投资的19%。
[0003]由于海上自然环境恶劣、安装试验条件受限、运输维护成本极高，因此普遍采用先在海工基地码头上将海上平台所有设备安装完毕并试验合格后，再将海上平台整体运输至海上站址就位的方案。考虑到海上平台运抵海上站址就位后返修代价不可估量，因此在海工基地码头开展试验期间应对海上换流站设备的一次、二次功能进行充分的验证，以便提前发现重大潜在问题并及时整改，为其运抵海上站址后的后续调试顺利开展奠定良好基础。
[0004]其中，换流阀是海上换流站实现能量转换的关键设备，换流阀解锁成功是海上换流站基本功能得到全面验证的根本性标志。但是换流阀正常解锁往往对所接电源容量有较高要求，而海上平台位于海工基地码头安装试验期间，其所能采用的临时低压试验电源容量仅MVA级别，远低于能够支撑换流阀正常解锁所需的电源容量。为了提前对海上平台的极控性能、阀控性能、极控与阀控接口以及绝缘性能等进行充分验证，如何在海工基地码头基于低电压、小容量试验电源条件实现对高电压、大功率换流阀的成功解锁是亟待解决的关键问题，同时该技术也将具有广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法及系统，能够利用海工基地码头的低电压、小容量试验电源对换流阀进行成功解锁，同时对远海风电柔性直流送出系统海上平台的极控性能、阀控性能、极控与阀控接口以及绝缘性能等进行充分验证。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其包括以下步骤：通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电，充电完毕后断开试验电源与海上平台换流阀之间的接线开关；基于开环控制策略下发换流阀短时解锁命令，使海上平台换流阀依靠子模块电容上储存的能量完成短时解锁运行；基于预设试验判据对海上平台换流阀短时解锁运行期间的运行数据进行判别，对
远海风电柔性直流送出系统海上平台的相关性能进行验证。
[0007]进一步，所述通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电的方法，包括：确定海上平台换流阀的充电回路为交流侧充电回路或直流侧充电回路；在不控充电阶段，控制换流阀交流侧电压或直流侧电压从0开始按照预设第一速率上升至额定值；在主动充电阶段，控制换流阀的各子模块以预设第二速率依次轮换切除，使每个子模块的电容电压按照预设第三速率上升至额定值。
[0008]进一步，所述交流侧充电回路是指：海工基地码头的试验电源依次通过进线保护开关柜、调压变压器、站用变压器以及联接变压器与换流阀的交流侧相连，利用交流线电压为单桥臂子模块充电。
[0009]进一步，所述直流侧充电回路是指：海工基地码头的试验电源依次通过进线保护开关柜、调压变压器、升压变压器以及倍压整流器与柔直换流阀直流侧相连，利用直流电压为同相上下桥臂子模块充电。
[0010]进一步，所述预设第一速率的范围为20%
‑
30% U
N
/分钟，U
N
为电压额定值。
[0011]进一步，所述预设第二速率为2
‑
4个/秒。
[0012]进一步，所述基于开环控制策略下发换流阀短时解锁命令，使海上平台换流阀依靠子模块电容上储存的能量完成短时解锁运行的方法，包括：极控系统采用开环控制策略，向换流阀阀控系统下发预设的电压参考波，阀控系统对子模块IGBT进行导通、关断控制以跟踪电压参考波；极控系统向换流阀发送闭锁命令，断开相应隔离开关，合上接地开关。
[0013]进一步，所述预设试验判据包括：a、换流阀输出的交流电压波形与极控系统下发的预设电压参考波一致；b、换流阀子模块电容电压均衡，子模块电源取能正常，无子模块故障信息，无黑模块；c、无保护跳闸，无异常放电，无避雷器动作，控制系统无异常。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种海上平台换流阀码头无源解锁试验系统，包括：充电模块，用于通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电，充电完毕后断开试验电源与海上平台换流阀之间的接线开关；短时解锁模块，用于基于开环控制策略下发换流阀短时解锁命令，使海上平台换流阀依靠子模块电容上储存的能量完成短时解锁运行；试验判别模块，用于基于预设试验判据对海上平台换流阀短时解锁运行期间的运行数据进行判别，对远海风电柔性直流送出系统海上平台的相关性能进行验证。
[0015]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术通过海工基地的低电压、小容量试验电源实现对高电压、大功率换流阀的友好充电与安全解锁，以便在海上换流平台赴海上站址就位前提前实现其基本功能的全面验证，有效规避海上换流平台的高额返修代价，具有巨大的实用价值与广阔的应用前景；2、本专利技术通过试验判据，对海上平台换流阀的短时解锁运行期间的数据进行合理验证，实现了对海上平台换流阀的极控性能、阀控性能、极控与阀控接口以及绝缘性能等进
行充分验证；因此，本专利技术可以广泛应用于远海风电经柔性直流送出系统的现场调试领域。
附图说明
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的海上平台换流阀码头无源解锁试验方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的海上换流平台通过低电压、小容量电源进行换流阀交流侧充电的回路示意图；图3是本专利技术实施例提供的海上换流平台通过低电压、小容量电源进行换流阀直流侧充电的回路示意图；图4是本专利技术实施例中针对换流阀无源解锁过程中极控系统采用的开环控制策略示意图；图5是本专利技术实施例中换流阀无源解锁期间，极控系统下发的电压参考波U
refa
、U
refb
、U
refc
与换流阀输出的交流电压U
va
、U
vb
、U
vc
波形对比图；图中各附图标记如下：1、试验电源；2、保护开关柜；3、调压变压器；4、站用变压器；5、联接变压器；6、换流阀；7、升压变压器；8、倍压整流器。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其特征在于包括以下步骤：通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电，充电完毕后断开试验电源与海上平台换流阀之间的接线开关；基于开环控制策略下发换流阀短时解锁命令，使海上平台换流阀依靠子模块电容上储存的能量完成短时解锁运行；基于预设试验判据对海上平台换流阀短时解锁运行期间的运行数据进行判别，对远海风电柔性直流送出系统海上平台的相关性能进行验证。2.如权利要求1所述的一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其特征在于：所述通过海工基地码头的试验电源对海上平台换流阀的子模块电容进行充电的方法，包括：确定海上平台换流阀的充电回路为交流侧充电回路或直流侧充电回路；在不控充电阶段，控制换流阀交流侧电压或直流侧电压从0开始按照预设第一速率上升至额定值；在主动充电阶段，控制换流阀的各子模块以预设第二速率依次轮换切除，使每个子模块的电容电压按照预设第三速率上升至额定值。3.如权利要求2所述的一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其特征在于：所述交流侧充电回路是指：海工基地码头的试验电源依次通过进线保护开关柜、调压变压器、站用变压器以及联接变压器与换流阀的交流侧相连，利用交流线电压为单桥臂子模块充电。4.如权利要求2所述的一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其特征在于：所述直流侧充电回路是指：海工基地码头的试验电源依次通过进线保护开关柜、调压变压器、升压变压器以及倍压整流器与柔直换流阀直流侧相连，利用直流电压为同相上下桥臂子模块充电。5.如权利要求2所述的一种海上平台换流阀码头无源解锁试验方法，其特征在于：所述预设第一速率的范围为20%...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭铭群，赵峥，田园园，李明，吴方劼，马为民，马玉龙，熊凌飞，黄曹炜，滕尚甫，李探，郑宽，郭紫昱，苏国赟，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：