[发明专利]一种直流耗能阀功率循环试验电路以及试验方法

说明书

本发明涉及一种直流耗能阀功率循环试验电路以及试验方法，能够使被测试品耗能阀子模块耐受到与实际工况相当的电压和电流应力，以满足直流耗能阀在全运行工况的功率循环试验要求。本发明提供的试验电路，实现了耗能阀子模块电压和电流的最佳再现，能够使耗能阀子模块耐受与实际工况等同的电压电流应力，该试验电路结构简单，试验方法简单灵活，易于实现，并且能够对耗能阀全运行耗能工况进行准确模拟，很好地满足了对直流耗能阀功率循环试验的要求。

技术领域

本发明涉及远海岸风电柔性直流送出相关领域，尤其涉及一种直流耗能阀功率循环试验电路以及试验方法。

背景技术

对于远海岸海上风电场直流输电系统，海上换流站一般运行在孤岛方式下，流入换流站的功率由风电场的输出功率决定。当陆上换流站或者交流侧发生故障时，风电场持续输出功率，使得直流系统输入的有功功率会大于输出的有功功率，这些盈余功率将造成直流电压升高，在几十毫秒之内迅速上升至保护水平。通过在直流母线上配置直流耗能装置，进行盈余功率的泄放，控制直流母线电压在合适范围，实现交流故障穿越。

直流耗能装置由直流耗能阀和耗能电阻组成，直流耗能装置运行工况较为特殊。在耗能工况下，耗能装置具体分为冷却状态和耗能状态。耗能状态下，根据直流母线电压的变化进行投退耗能电阻。耗能电阻投入时，耗能阀子模块流过瞬时大电流。耗能电阻退出时，耗能阀子模块电流为0，承受直流母线电压。冷却状态下，耗能电阻退出，耗能阀承受直流母线电压。

不同耗能工况下，耗能阀的投切频率不同，耗能阀的子模块电压电流应力不同。因此，需要设计一种试验方法，校核耗能阀长期在各种耗能工况下的运行状态。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种使被测试品耗能阀子模块耐受到与实际工况相当的电压和电流应力的试验电路以及试验方法，满足直流耗能阀在全运行工况的功率循环试验要求。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种直流耗能阀功率循环试验电路，包括：

高压直流电压源、限流电阻、晶闸管阀、试品耗能阀、二极管阀、IGBT阀、大功率可控电流源、第一接触器和第二接触器；

所述限流电阻的一端与所述高压直流电压源的正极连接，另一端分别与所述晶闸管阀的阳极、试品耗能阀的一端，以及二极管阀的阴极连接；所述二极管阀的阳极分别与IGBT阀的集电极和大功率可控电流源的一端连接；所述IGBT阀的发射极与大功率可控电流源的另一端连接，并通过第二接触器与所述试品耗能阀的另一端连接；所述试品耗能阀的另一端还与所述晶闸管阀的阴极连接后通过第一接触器与所述高压直流电压源的负极连接。

进一步的，所述试验电路包括充电支路、第一通流支路、第二通流支路和第三通流支路，其中，

所述高压直流电压源、限流电阻、试品耗能阀和第一接触器组成充电支路；

所述大功率可控电流源和IGBT阀组成第一通流支路；

所述大功率可控电流源、二极管阀、试品耗能阀和第二接触器组成第二通流支路；

所述大功率可控电流源、二极管阀、晶闸管阀和第二接触器组成第三通流支路。

根据本发明的另一个方面，提供一种直流耗能阀功率循环试验方法，采用如上文中所述的试验电路进行试验，包括步骤：

S1、搭建所述试验电路；

S2、根据耗能阀系统参数，计算实际耗能工况下所述第一通流支路的单次投入时长T1，第二通流支路的单次投入时长T2，一个耗能周期内的所述第一通流支路和第二通流支路导通次数Tn；

S3、根据耗能阀系统参数，计算一个耗能周期内所述充电支路的单次投入时长T3；