[发明专利]模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置及方法，测试装置包括主控制器、直流电源和后台显示设备；所述主控制器与子模块装置EUT连接，所述直流电源与子模块装置连接；所述后台显示设备通过WIFI或USB方式与主控制器的核心控制系统进行数据传输。用测试装置测试子模块以及子模块中的旁路开关、中央逻辑控制器CLC、IGBT驱动器、取能电源和保护晶闸管的电气性能。本发明能完成子模块功能测试的各项内容，并能在不同子模块功能测试模式下快速切换，具备智能化的特点；且能准确检测待测子模块的功能是否满足高压大容量柔性直流换流阀的需求。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电系统的测试装置及其测试方法，具体讲涉及一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置及方法。

背景技术

与传统的直流输电系统不同，模块化多电平柔性直流输电系统中换流阀是直流输电系统的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22～25％。

换流阀的最小单元为组成换流阀的子模块，高压大容量柔性直流换流站的子模块数量众多，随换流站的容量变化而变化。当基于模块化多电平柔性直流输电技术的换流站容量达1000MW级时，子模块数量通常达到几千个。子模块主要包含旁路开关、取能电源、IGBT及驱动设备、保护晶闸管等设备。为验证子模块各器件是否满足模块化多电平柔性直流输电系统的要求，测试内容主要包括：子模块电气功能测试、旁路开关电气性能测试、取能电源电气性能测试、IGBT驱动器电气性能测试、中央逻辑控制器电气性能测试、保护晶闸管电气性能测试。针对高压大容量柔性直流换流站子模块数量庞大、功能试验项目繁多，需设计一种特殊的子模块功能试验测量装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置及方法，本发明能准确、快速地检测待测子模块的功能是否满足高压大容量柔性直流换流阀的需求。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种模块化多电平柔性直流换流阀子模块的测试装置，其改进之处在于，所述装置包括主控制器、直流电源和后台显示设备；所述主控制器与子模块装置EUT连接，所述直流电源与子模块装置连接；所述后台显示设备通过WIFI或USB方式与主控制器的核心控制系统进行数据传输。

进一步地，所述主控制器包括通过以太网和USB接口通信的人机操作界面和核心控制系统；所述人机操作界面包括触摸屏，用于设定试验的参数、工作模式和测试装置的启停；

所述核心控制系统包括核心控制板、接口板、电源板和前面板显示板卡；所述核心板通过背板LVDS串行总线与接口板星型连接；所述核心板通过串口将状态信息上传给前面板显示板卡，实时显示对应的状态量；所述核心板、接口板和电源板与背板之间均采用插接式硬连接。

进一步地，所述核心板的数量为2，两块核心板互为冗余；每块核心板均包含两片CPU和FPGA，所述两片CPU均与FPGA连接；其中一片CPU用于通讯，并通过以太网和USB接口与外部连接；另一片CPU用于控制算法运算，通过WIFI模块对控制算法进行升级，并通过USB接口与外部连接；

所述FPGA通过LVDS串行总线和接口板连接，用于实现数据交互和汇总，利用LVDS串线总线与前面板显示板卡进行数据传输，将测试状态信息打印在前面板显示板卡显示，所述FPGA预留3对光纤接口以使测试装置机箱之间的通讯扩展。

进一步地，所述接口板的数量为10，每个接口板均包含一片FPGA和一片CPU，且每个接口板包含一路以太网和一路串口；其中FPGA用于完成和背板间两路LVDS串行总线通讯编解码以及控制对外接口；所述CPU用于进行控制算法运算以及与触摸屏的通信；