[发明专利]柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置，包括隔离变压器(TR1)、整流桥(REC1)和换流阀阀组，所述整流桥的交流输入端连接隔离变压器，其直流输出端连接换流阀阀组，其特征在于，该试验装置还包括一个BUCK-BOOST升降压电路，所述BUCK-BOOST升降压电路包括一个由IGBT器件与反并联二极管组成的第一IGBT模块、第一电阻(R)、直流母线支撑电容(C1)和负载电抗器(L1)，第一电阻(R)与第一IGBT模块串联后并联在所述整流桥(REC1)的直流输出端，所述直流母线支撑电容(C1)并联在第一电阻(R)与第一IGBT模块串联支路的两端，且通过负载电抗器(L1)连接换流阀阀组。

2.根据权利要求1所述的柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置，其特征在于，该试验装置还设有断路器输入开关(KM)、三相调压器(TY)和滤波电抗器(LR)，所述断路器输入开关(KM)连接三相电源，并与三相调压器(TY)、滤波电抗器(LR)和隔离变压器(TR1)依次串联。

3.根据权利要求1所述的柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置，其特征在于，所述换流阀阀组由一组串联的换流阀子模块组成，包括投入运行的换流阀子模块和冗余换流阀子模块。

4.根据权利要求3所述的柔性直流输电换流阀稳态大功率运行试验装置，其特征在于，所述换流阀子模块由子模块旁路开关、IGBT模块T1n、IGBT模块T1m、晶闸管、子模块电容和第二电阻组成，所述IGBT模块T1n和IGBT模块T1m均由一个IGBT器件和一个反并联的二极管组成，所述IGBT模块T1n和IGBT模块T1m串联，第二电阻与子模块电容依次并联在由IGBT模块T1n和IGBT模块T1m组成的串联支路的两端，子模块旁路开关、晶闸管依次并联在IGBT模块T1m的两端。

5.一种如权利要求4所述的试验装置的试验方法，其特征在于，步骤如下:

(1)设定子模块电容电压并计算直流母线支撑电容(C1)电压，闭合试验装置交流侧断路器输入开关(KM)，试验装置开始启动；

(2)当直流母线支撑电容(C1)电压达到计算出的电压值时，控制直流母线经负载电抗器(L1)向各串联的换流阀子模块的子模块电容充电，直到各子模块电容电压均达到设定电压值时，试验装置启动完毕；

(3)试验装置启动完毕后，对各串联换流阀子模块的IGBT器件发触发脉冲，由各串联的换流阀子模块的子模块电容经负载电抗器(L1)向直流母线放电， 之后，试验装置不断重复换流阀子模块的子模块电容充放电过程，电路进入稳态运行状态；

(4)当试验运行过程中检测到换流阀阀组中的一个换流阀子模块故障时，闭合该故障换流阀子模块的子模块旁路开关，将该故障换流阀子模块旁路，同时，将一个冗余换流阀子模块的子模块旁路开关断开，将其投入运行；

(5)闭锁换流阀子模块IGBT器件的触发脉冲，输出泄放回路IGBT器件触发脉冲，将直流母线支撑电容(C1)能量释放完毕，试验结束；或者，断开断路器输入开关(KM)，通过由直流母线支撑电容(C1)和负载电抗器(L1)组成的LC回路将系统能量释放完毕，试验结束；

(6)当一组换流阀子模块测试完成之后，可更换下一组待测试的换流阀子模块，重新执行步骤(1)～(5)。

6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述直流母线支撑电容(C1)电压的计算方法为：U_dc＝U_c·n_SM/2，其中，U_dc为直流母线支撑电容(C1)电压，U_c换流阀子模块的子模块电容电压，n_SM为试验投入运行的换流阀子模块个数。

7.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，步骤(3)中对换流阀子模块的脉冲调制采用的是移相脉宽调制方式。