[发明专利]一种多功能MMC低电压小电流模拟样机和模拟方法

说明书

本发明公开了一种多功能MMC低电压小电流模拟样机和模拟方法，包括全桥MMC换流器的正向阀组、全桥MMC换流器的负向阀组和调压器，调压器连接到电源和启动电阻，启动电阻通过两进线电抗器分别连接到全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组，全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组的输出端连接到直流母线，调压器输出线路上安装有电压互感器和电流互感器、刀闸K1，启动电阻并联有刀闸KMs，两进线电抗器前分别串接有电流互感器CTp与刀闸K2和电流互感器CTn与刀闸K3，两个全桥MMC换流器的输出端分别串接有刀闸K4、电压互感器PTdc+与电流互感器CTdc+和刀闸K5、电压互感器与电流互感器。本发明实现单/两台MMC阀组的控制和多电压等级的MMC试验。

技术领域

本发明属于MMC低电压小电流样机技术领域，具体涉及一种多功能MMC低电压小电流模拟样机和模拟方法。

背景技术

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)技术在柔性直流输电领域的成功应用引起国内外学者的极大反响。换流阀作为变换器的核心部件对系统安全运行有重大影响。

目前，行业内缺少满足阀组试验需要的低电压小电流样机，基于IGBT的MMC全桥变换器具有高压大功率的特点，而这也导致MMC试验成本昂贵、占地面积大、消耗大量电能、绝缘等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种多功能MMC低电压小电流模拟样机和模拟方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种多功能MMC低电压小电流模拟样机，包括全桥MMC换流器的正向阀组、全桥MMC换流器的负向阀组和调压器，调压器输入端连接到电源，输出端连接有启动电阻，启动电阻连接有两进线电抗器，两进线电抗器分别连接到全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组的输入端，全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组的输出端连接到直流母线，调压器输出线路上安装有电压互感器PTs和电流互感器CTs，启动电阻并联有刀闸KMs，启动电阻前串接有刀闸K1,两进线电抗器前分别串接有电流互感器CTp与刀闸K2和电流互感器CTn与刀闸K3，全桥MMC换流器的正向阀组的输出端串接有刀闸K4、电压互感器PTdc+和电流互感器CTdc+，全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组的输出端串接有刀闸K5、电压互感器PTdc-和电流互感器CTdc-。

直流母线串接有模拟负荷，模拟负荷包括直流电抗器和直流电阻器。

全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组的控制端连接到控制器，控制器的信号接收端与电压互感器PTs、电流互感器CTs、电流互感器CTp、电流互感器CTn、电压互感器PTdc+、电流互感器CTdc+、电压互感器PTdc-和电流互感器CTdc-，控制器的控制端连接刀闸K1、刀闸K2、刀闸K3、刀闸K4和刀闸K5。

控制器通过光纤模块连接到全桥MMC换流器的正向阀组和全桥MMC换流器的负向阀组。

一种多功能MMC低电压小电流模拟样机的试验方法，该方法包括整流模拟试验方法、单台单向阀组运行模拟试验方法、逆变模拟试验方法、两台单向阀组运行模拟试验方法和启动控制模拟试验方法。

整流模拟试验方法为：合上刀闸K1、刀闸KMs、刀闸K2、刀闸K4和刀闸K5，全桥MMC换流器工作在整流状态向直流母线提供直流电流，直流母线连接有模拟负荷，模拟负荷包括直流电阻器和直流电抗器；全桥MMC换流器还同时工作在有源滤波和无功补偿状态，滤除交流母线上的谐波并补偿无功功率，进线电抗器用来滤波以及调节无功。