[发明专利]一种柔性直流输电MMC阀的过电流关断试验方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种柔性直流输电MMC阀的过电流关断试验方法及系统。

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。

基于模块化多电平换流器（MMC）的VSC-HVDC，如图1所示，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阀，在正常运行状态中，子模块通过上下两个IGBT的配合，可以输出两种电平：0电平和电容器电压。

工程应用中，应确保模块化多电平换流器的正常运行，从而保证系统的稳定运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种柔性直流输电MMC阀的过电流关断试验方法及系统，考验阀对于会引起IGBT驱动保护的过电流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。

本发明提供的一种柔性直流输电MMC阀的过电流关断试验方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将试品阀与负载回路和充电电源连接，为试品阀充电；

（2）根据试验设定的电流峰值大小选择负载回路的负载电抗器；

（3）根据试验目的选择试品阀的试验对象，并将负载回路的切换开关对应改动；

（4）根据设定的时刻触发试品阀的试验对象，检测试品阀的耐压程度。

其中，步骤（1）所述将试品阀与负载回路和充电电源连接的步骤包括：

将切换开关K_T1与试品阀第一子模块的高压输出端连接，切换开关K_T2与试品阀第二子模块的低压输出端连接，投入充电回路，给试品阀的第一子模块和第二子模块充电，直至试验要求电压后断开所述切换开关K_T1和所述切换开关K_T2。

其中，步骤（2）所述根据试验设定的电流峰值大小选择负载回路的负载电抗器的步骤包括：

1）判断试验需要用的电流大小，若大电流选择负载回路的负载电抗器L₁，若小电流选择负载回路的负载电抗器L₂；

2）选择负载电抗器L₁或负载电抗器L₂，则闭合对应的负载开关。

其中，所述试验目的包括检验VSC阀设计的合理性。尤其是对于承受由于发生特定的短路故障关断或误触发时产生的电流和电压应力的IGBT及其相关的电力电路而言。

其中，步骤（3）所述根据试验目的选择试品阀的试验对象，并将负载回路的切换开关对应改动，其步骤包括：

①若试验对象为所所述试品阀的第二子模块上管IGBT模块T₂₁，切换开关K_T1与试品阀第一子模块的电容高压端连接，切换开关K_T2与试品阀第二子模块的高压输出端连接；

②若试验对象为所所述试品阀的第二子模块下管IGBT模块T₂₂，则保持切换开关K_T1和切换开关K_T2的位置不变。

其中，步骤（4）所述根据设定的时刻触发试品阀的试验对象，检测试品阀的耐压程度，其步骤包括：

<1>试验开始的t₀=0时刻，触发作为试验对象的IGBT，脉冲宽度为Δt₁；

<2>经过Δt₂时间后，t₁时刻再次触发作为试验对象的IGBT，脉冲宽度为Δt₁；

<3>经过Δt₂时间后，t₂时刻再次触发作为试验对象的IGBT，脉冲宽度仍为Δt₁；

<4>重复步骤<3>n次，检测试品阀的耐压程度，并记录。

其中，步骤<1>所述Δt₁的范围为0～50μs，其根据试验要求确定。

其中，步骤<2>所述Δt₂的范围为0～10ms，其根据试验要求确定。