专利名称：一种柔性直流输电mmc高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸玫闹谱鞣椒�
技术领域：
本发明涉及一种电力系统领域的稳态运行试验装置，具体讲涉及一种柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验装置。
背景技术：
随着柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在电力系统中的开始应用，其核心部件——大功率高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)阀的可靠性成为系统安全的关键。由于VSC-HVDC装置普遍具有电压高、电流大、容量大的特点，很难在试验环境中构建同实际运行工况相同的全载电路进行试验，因此如何在试验环境中构建等效的试验电路，进行与实际运行工况强度相当的试验成为解决问题的关键。基于�？榛嗟缙交涣髌�(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子�？椋谡Ｔ诵凶刺校幽？橥ü舷铝礁鯥GBT的配合，可以输出两种电平0电平和电容器电压。MMC高压子模块稳态运行试验的目的就是考验其对于长时运行工况下的最大电流、电压和温度应力作用的设计是正确的。
发明内容本发明的目的是提供一种使被试品阀耐受同实际工况相当的长时运行电流与稳态热强度，试验装置简单灵活，试验参数调节方式简便，可满足MMC高压子�？樵诵惺匝榈囊笕嵝灾绷魇涞鏜MC高压子模块的稳态运行试验装置。本发明采用下述方案实现本发明的目的—种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涓慕υ谟冢鲎爸冒∕MC高压子�？�、直流电压源E、充电控制开关Ke、充电电阻Rc和电感L ；所述MMC 高压子模块包括辅助子�？楹褪云纷幽？椋凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈牡脱故涑龆讼嗔凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈母哐故涑龆送ü涸氐绺蠰相连。本发明提供的一种优选的技术方案是所述辅助子�？榘ǖ缛萜鰿smi、开关K” 电阻R1、两个IGBT器件T和两个二极管D ；所述二极管D中的一个与所述IGBT器件T中的一个反并联组成IGBT�？�1 ；所述二极管D中的另一个与另一所述IGBT器件T反并联组成IGBT�？�2 ；所述IGBT�？�1和IGBT模块2串联；所述开关K1和R1串联后并联在电容器Csmi两端；所述辅助子模块的电容器Csmi与直流电压源E连接。本发明提供的第二优选的技术方案是所述试品子�？榘ǖ缛萜鰿312、开关K2、 电阻&、两个IGBT器件T和两个二极管D ；所述二极管D中的一个与所述IGBT器件T中的一个反并联组成IGBT模块3 ；所述二极管D中的另一个与另一所述IGBT器件T反并联组成IGBT�？�4 ；所述IGBT�？�3和IGBT�？�4串联；所述开关K2和&串联后并联在电容
器CSM2两端。本发明提供的第三优选的技术方案是所述辅助子�？楹褪云纷幽？橹械腎GBT器件Tn、T12、T21和T22工作在正弦脉宽调制方式下；所述直流电压源E是建立C311上试验要求的电压及补充试验所需电量。本发明提供的第四优选的技术方案是所述充电电阻Rc两端分别与直流电压源的正极和辅助子�？榱樱凰龀涞缈刂瓶豄。并联在充电电阻Rc的两端。与现有技术相比，本发明达到的有益效果是1、本发明提供的柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫ü缛萦氲绺行痴竦姆绞讲蟮缌鳎缭吹淖饔弥皇瞧鸬浇smi电压和补充电路运行过程中各种损耗的作用，大大降低了对电源容量的要求；2、本发明提供的柔性直流输电MMC高压子模块的稳态运行试验装置，通过两组子模块中IGBT控制方式的配合，可灵活控制负载电抗器上的电流大�。鹘诜绞搅榛睿迪至� MMC高压子�？槭导实缌鞯淖罴言傧郑�3、本发明提供的柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸貌捎玫氖匝榉椒ㄍ耆鉓MC高压子�？樵诵惺匝榈囊螅商峁┩导试诵泄た鱿嗟钡奈忍惹慷�、电流强度、电压强度、电流变化率(di/dt)强度等。
图1是�？榛嗟缙交涣髌�(MMC)高压子模块稳态运行试验装置原理图；图2是模块化多电平换流器(MMC)高压子�？樵诵惺匝榈缪共ㄐ危煌�3是�？榛嗟缙交涣髌�(MMC)高压子�？樵诵惺匝榈缌鞑ㄐ�。
具体实施方式
图1是�？榛嗟缙交涣髌�(MMC)高压子�？槲忍诵惺匝樽爸迷硗迹米爸冒礁鯩MC高压子�？�、直流电压源E、充电控制开关Ke、充电电阻Rc和电感L ；其中两个MMC高压子�？橹蟹直鹞ㄖ幽？楹褪云纷幽？椋ㄖ幽？榈牡缛萜鰿smi直接接到直流电压源E上，两个子�？榈牡脱故涑龆酥苯酉嗔哐故涑龆送ü涸氐绺蠰相连；直流电压源E的功能是建立Csmi上试验要求的电压及补充试验所需能量；辅助子�？楹褪云纷幽？榻峁瓜嗤涞绲缱鑂c两端分别与直流电压源的正极和辅助子�？榱樱唬涞缈刂瓶豄。并联在充电电阻Rc的两端。辅助子�？榘ǖ缛萜鰿smi、开关K1、电阻RpIGBT器件T11和T12以及二极管D11和 D12 ；二极管D11反并联IGBT器件T11组成IGBT�？�1，二极管D12反并联IGBT器件T12组成 IGBT�？�2，IGBT�？�1和IGBT�？�2串联，开关K1和Rl串联后并联在电容器C311两端。试品子�？榘ǖ缛萜鰿sm2、开关K2、电阻I 2、IGBT器件T21和T22以及二极管D21和 D22 ；二极管D21反并联IGBT器件T21组成IGBT�？�3，二极管D22反并联IGBT器件T22组成 IGBT�？�4，IGBT�？�3和IGBT�？�3串联，开关K2和&串联后并联在电容器Csm2两端。试验开始时，保持充电控制开关K。断开，令直流电压源E对C311和Csm2进行充电； 待两个子�？榈缛萜鞯缪勾锏绞匝橐笾岛螅蘸铣涞缈刂瓶豄。将充电电阻&旁路；稳态装置控制器发出Τη、τ 2、τ21和T22四个IGBT器件的触发脉冲，电路进入稳态运行状态，通过电容与电感谐振的方式产生试验所需的大电流，直流电压源E此时作为补充回路损耗能量的作用；试验结束后，闭锁Tn、T12, T21和T22四个IGBT器件的触发脉冲，闭合开关Kl和K2将两个子模块电容器Csm和Csm2中的能量释放完毕。�？榛嗟缙交涣髌�(MMC)高压子�？樵诵惺匝榈缪�、电流波形如图2、3所示， MMC高压子�？樵诵惺匝榈缪共ㄐ问谴ǘ闹绷鞯缪梗骄当３衷�1. 3KV，电压波动的频率为50Hz，电流波形以正弦形式保持在0. 38KA。试品子�？楹透ㄖ幽？橹械腎GBT均工作在正弦脉宽调制(SPWM)方式下，通过对SPWM调制度和调制角的控制，达到对两个子�？槭涑龅缪沟目刂频哪康模佣谋涓涸氐绺蠰上的电流大小进而调节流入试品子�？楹透ㄖ幽？榈缌鞯拇笮。贡皇云贩褪芡导使た鐾窳拥氖匝榍慷龋迪治忍匝榈哪康�。最后应该说明的是结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
权利要求1.一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涮卣髟谟冢鲎爸冒∕MC高压子�？�、直流电压源E、充电控制开关Ke、充电电阻Rc和电感L ；所述MMC高压子�？榘ǜㄖ幽？楹褪云纷幽？椋凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈牡脱故涑龆讼嗔凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈母哐故涑龆送ü涸氐绺蠰相连。
2.如权利要求1所述的一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涮卣髟谟冢龈ㄖ幽？榘ǖ缛萜鰿smi、开关Kp电阻R1、两个IGBT器件T和两个二极管 D ；所述二极管D中的一个与所述IGBT器件T中的一个反并联组成IGBT�？�1 ；所述二极管D中的另一个与另一所述IGBT器件T反并联组成IGBT�？�2 ；所述IGBT�？�1和IGBT 模块2串联；所述开关K1和R1串联后并联在电容器Csmi两端；所述辅助子�？榈牡缛萜鰿smi 与直流电压源E连接。
3.如权利要求1所述的一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涮卣髟谟冢鍪云纷幽？榘ǖ缛萜鰿sm2、开关K2、电阻&、两个IGBT器件T和两个二极管 D ；所述二极管D中的一个与所述IGBT器件T中的一个反并联组成IGBT�？�3 ；所述二极管D中的另一个与另一所述IGBT器件T反并联组成IGBT模块4 ；所述IGBT�？�3和IGBT �？�4串联；所述开关K2和&串联后并联在电容器Csm2两端。
4.如权利要求1所述的一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涮卣髟谟冢龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？橹械腎GBT器件Tn、T12, T21和T22工作在正弦脉宽调制方式下；所述直流电压源E是建立Csmi上试验要求的电压及补充试验所需电量。
5.如权利要求1所述的一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫涮卣髟谟冢龀涞绲缱鑂c两端分别与直流电压源的正极和辅助子�？榱樱凰龀涞缈刂瓶豄。并联在充电电阻Rc的两端。
专利摘要本实用新型涉及一种柔性直流输电MMC高压子�？榈奈忍诵惺匝樽爸茫米爸冒∕MC高压子�？椤⒅绷鞯缪乖碋、充电控制开关KC、充电电阻Rc和电感L；所述MMC高压子�？榘ǜㄖ幽？楹褪云纷幽？椋凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈牡脱故涑龆讼嗔凰龈ㄖ幽？楹褪云纷幽？榈母哐故涑龆送ü涸氐绺蠰相连；本实用新型提供的方案使被试品阀耐受同实际工况相当的长时运行电流与稳态热强度，试验装置简单灵活，试验参数调节方式简便，可满足MMC高压子�？樵诵惺匝榈囊笕嵝灾绷魇涞鏜MC高压子�？榈奈忍诵惺匝�。
文档编号G01R31/00GK201993425SQ20112003625
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月11日 优先权日2011年2月11日
发明者吕铮, 罗湘, 高冲, 魏晓光 申请人:中国电力科学研究院
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