[发明专利]一种可灵活配置的MMC子模块功能检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种可灵活配置的MMC子模块功能检测装置及方法，包括可控直流源、被测MMC子模块、电抗器和控保装置；其中，被测MMC子模块包括主MMC子模块和从MMC子模块，主MMC子模块和从MMC子模块分别通过光纤连接到控保装置，接收控保装置的控制指令，并将被测MMC子模块的电压、电流及状态信息上传至控保装置。本发明提供的可灵活配置的MMC子模块功能检测装置可针对不同结构的MMC子模块，灵活设置检测模式，参数和模式调节方式便捷；可同时兼容柔性直流配电网AC/DC换流阀中的半桥结构MMC子模块和全桥结构MMC子模块，检验不同拓扑结构MMC子模块在长时间额定运行工况下的技术性能、保护和通信等功能，从而满足柔性直流配电网AC/DC换流阀中MMC子模块的稳态运行要求。

技术领域

本发明涉及柔性直流配电网领域和稳态模拟试验技术领域，尤其涉及一种可灵活配置的MMC子模块功能检测装置及方法。

背景技术

基于柔性直流技术的配电网具有供电容量大、线路损耗小、电能质量高、有利于新能源和储能装置接入等优点，逐渐成为国内外研究热点和能源互联网发展的关键技术之一，目前我国已有多个柔性直流配电示范工程投入使用，如杭州江东新城智能柔性直流配电网示范工程。柔性直流技术中核心组成部件AC/DC换流阀的可靠性是配电网系统安全的关键。

目前，柔性直流配电网中的AC/DC换流阀多采用基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）拓扑结构，该结构中核心部件为MMC子模块，子模块的拓扑结构主要有半桥式、全桥式。子模块的正常工作是AC/DC换流阀的性能和安全的保障，其功能检测的目的就是考验其在长时间额定电流和额定电压运行工况下的温升、损耗等技术指标是否符合设计要求，同时检测子模块内部接线是否正确，以及与控制装置通信是否正常等。

现有的技术中只针对特定的子模块拓扑结构，或半桥结构，或全桥结构，不易灵活配置被测MMC子模块。然而，针对不同MMC子模块拓扑结构分别搭建功能检测试验平台，会造成较高的投入成本，且工作效率不高。因此，一种可兼容不同结构类型MMC子模块的功能检测方法具有重要的应用价值。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种可灵活配置的MMC子模块功能检测装置及方法，参数和模式调节方式便捷，可检验不同拓扑结构MMC子模块在长时间额定运行工况下的技术性能、保护和通信等功能。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种可灵活配置的MMC子模块功能检测装置，包括可控直流源、被测MMC子模块、电抗器和控保装置；其中，被测MMC子模块包括主MMC子模块和从MMC子模块，通过可控直流源对主MMC子模块充电，主MMC子模块通过电抗器连接到从MMC子模块；主MMC子模块和从MMC子模块分别通过光纤连接到控保装置，接收控保装置的控制指令，并将被测MMC子模块的电压、电流及状态信息上传至控保装置。

进一步地，所述被测MMC子模块的拓扑结构包括半桥结构和全桥结构。

一种可灵活配置的MMC子模块功能检测方法，包括步骤：

（1）将主MMC子模块的A点通过电抗器连接到从MMC子模块的A点，将主MMC子模块的B点连接到从MMC子模块的B点；主MMC子模块和从MMC子模块分别块通过光纤连接到控保装置；

当MMC子模块为半桥子模块时，子模块拓扑结构中包括串联的VT1和VT2两个IGBT，A点为VT1与VT2之间的中点，B点为VT2的发射极；

当MMC子模块为全桥子模块时，子模块拓扑结构中包括VT1、VT2、VT3和VT4四个IGBT，其中，VT1与VT3串联，A点为VT1与VT3之间的中点，VT2与VT4串联， B点为VT2与VT4之间的中点；

（2）控保装置根据MMC子模块的拓扑结构不同，设置为不同的检测模式；