[发明专利]一种柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统领域的稳态运行试验方法，具体讲涉及一种柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验方法。

背景技术

随着柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在电力系统中的开始应用，其核心部件大功率高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)阀的可靠性成为系统安全的关键。由于VSC-HVDC装置普遍具有电压高、电流大、容量大的特点，很难在试验环境中构建同实际运行工况相同的全载电路进行试验，因此如何在试验环境中构建等效的试验电路，进行与实际运行工况强度相当的试验成为解决问题的关键。

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的VSC-HVDC，是实现利用IGBT阀进行直流输电的一种方式。其核心部件称作MMC子模块，在正常运行状态中，子模块通过上下两个IGBT的配合，可以输出两种电平：0电平和电容器电压。

MMC高压子模块稳态运行试验的目的就是考验其对于长时运行工况下的最大电流、电压和温度应力作用的设计是正确的。

发明内容

本发明的目的是提供一种使被试品阀耐受同实际工况相当的长时运行电流与稳态热强度，试验方法简单灵活，试验参数调节方式简便，可满足MMC高压子模块运行试验的要求柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验方法。

本发明采用下述方案实现本发明的目的：

一种柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验方法，其改进之处在于，所述方法用的装置为柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验装置，所述装置包括MMC高压子模块、直流电压源E、充电控制开关K_C、充电电阻Rc和电感L；所述MMC高压子模块包括辅助子模块和试品子模块；所述辅助子模块和试品子模块的低压输出端直接相连；所述辅助子模块和试品子模块的高压输出端通过负载电感L相连；所述辅助子模块包括电容器C_SM1、开关K₁、电阻R₁、IGBT器件T₁₁和T₁₂以及二极管D₁₁和D₁₂；所述试品子模块包括电容器C_SM2、开关K₂、电阻R₂、IGBT器件T₂₁和T₂₂以及二极管D₂₁和D₂₂；

所述方法包括下述步骤：

A、对电容器C_SM1和C_SM2充电；

B、闭合开关K_C将充电电阻R_C旁路；

C、发出大功率绝缘栅双极型晶体管IGBT器件的触发脉冲，电路进入稳态运行状态，通过电容与电感谐振的方式产生试验所需的大电流；

D、闭锁IGBT器件的触发脉冲，闭合开关K₁和K₂将子模块电容器中的能量释放完毕。

本发明提供的第二优选的技术方案是：所述步骤B中，待所述电容器C_SM1和C_SM2电压达到试验要求值后，闭合充电控制开关K_C将充电电阻R_C旁路。

本发明提供的第三优选的技术方案是：所述步骤C中，稳态装置控制器发出T₁₁、T₁₂、T₂₁和T₂₂四个大功率绝缘栅双极型晶体管IGBT器件的触发脉冲，电路进入稳态运行状态，通过所述电容器C_SM1和C_SM2与电感L谐振的方式产生试验所需的大电流，所述直流电压源E补充试验回路损耗能量。

本发明提供的第四优选的技术方案是：所述步骤D中，试验结束后，闭锁T₁₁、T₁₂、T₂₁和T₂₂四个IGBT器件的触发脉冲，闭合开关K₁和K₂将所述C_SM1和C_SM2电容器中的能量释放完毕。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：