[发明专利]一种MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压直流输电领域，具体涉及一种MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法。

背景技术

柔性直流输电（VSC-HVDC）技术在高压直流输电领域中有着广泛的应用前景，基于模块化多电平换流器（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阀。

MMC阀稳态运行试验的目的在于考察阀组件对于长期实际运行工况下的电流、电压和温度等关键应力的耐受能力，这也是换流器运行可靠性研究的重要组成部分。稳态运行试验装置能产生等效于实际工况的电压、电流应力，这些应力通过两组MMC阀之间的能量交换产生。两组MMC阀分别指辅助阀和试品阀，其电气结构如图1所示。

试验开始时，辅助阀和试品阀之间交换能量需要充电电源事先给阀注入能量。运行过程中，需要补能电源向阀注入能量以补充试验过程中产生的有功损耗。整套试验装置的结构如图2所示。启动时先启动补能电源再投入充电电源的方式和退出时先闭锁阀再退出补能电源的方式都会导致辅助阀接地子模块电容产生过电压。由于MMC阀结构的特殊性，决定了它充电顺序的唯一性，且试验开始后能量的剧烈交换会造成回路电流振荡导致过电流，危及IGBT的安全，因此装置启动时需要设计合适的软启动方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法，本发明实现各电源之间、补能电源与控制器之间的合理配合，保证试验的顺利安全进行。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法，其改进之处在于，所述启动退出方法用于稳态运行试验装置，所述装置包括辅助阀、试品阀、负载电抗器、补能电源和充电电源；所述补能电源通过平波电抗器与辅助阀连接；所述负载电抗器连接在辅助阀和试品阀之间；所述辅助阀、试品阀和充电电源依次并联；所述试验装置与控制器连接；所述辅助阀和试品阀均由子模块串联组成，每个子模块包括电容器；

所述启动退出方法包括启动过程和退出过程；

所述启动过程包括下述步骤：

A、充电电源为试品阀和辅助阀中的电容器充电至额定电压，断开充电回路；

B、解锁控制器向辅助阀和试品阀发出触发脉冲；

C、启动补能电源补充试验中消耗的能量；

所述退出过程包括下述步骤：

I、切除补能电源；

II、闭锁辅助阀和试品阀的触发脉冲；

III、接地杆依次短接各子模块的电容器完成放电。

其中，所述步骤B中，解锁控制器时，采用的软启动方式将辅助阀和试品阀的电压参考波相位差从0开始随时间线性调至目标值，目标值根据具体的试验要求而定。

其中，所述步骤I中，切除补能电源采取逆变三周波后退出的方式。

其中，所述步骤III中，闭锁辅助阀和试品阀的触发脉冲等待10min后，各子模块的电容器残压降至30V，用接地杆依次短接各子模块的电容器完成放电。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

本发明提供的MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法，实现各电源之间、补能电源与控制器之间的合理配合，在启动过程中，先开启充电电源再开启补能电源；在退出过程中，先切断补能电源再闭锁辅助阀和试品阀的触发脉冲，均可避免在辅助阀接地子模块上产生过电压，保证MMC阀的稳态运行试验装置的平稳启动和安全退出，保证试验的顺利安全进行。

附图说明

图1是MMC阀的电气结构图；

图2是本发明提供的稳态运行试验装置结构图；

图3是本发明提供的MMC阀稳态运行试验装置的启动退出方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提供的稳态运行试验装置结构如图2所示，包括辅助阀、试品阀、电流检测单元、电压检测单元、负载电抗器、补能电源、充电电源和控制系统；所述补能电源通过平波电抗器与辅助阀连接；负载电抗器连接辅助阀和试品阀之间；所述辅助阀、试品阀和充电电源依次并联试验装置与控制器连接。

补能电源包括依次并联的开关柜K、变压器和整流器；开关柜K接入10kV母线；在变压器的副边装设有电压互感器PT和电流互感器CT；所述开关柜K包括断路器；在所述整流器桥臂上和整流器输出回路中包括快熔节点；所述电流检测单元包括传感器Ⅰ和传感器Ⅱ；电压检测单元包括分压器Ⅰ和分压器Ⅱ；