[发明专利]一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑及控制方法

权利要求书

1.一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑装置，其特征在于，包括补能电源、第一试品阀段、第二试品阀段、串联谐振支路；

所述的串联谐振支路包括由上至下串联的谐振电感L和谐振电容C，谐振电感L上端连接补能电源，谐振电容C下端接地；

所述的补能电源包括调压器T1、整流变压器T2、三相整流桥、平波电抗器L01、滤波电容C01、补能开关T0、补能电抗L02和续流二极管D1；调压器T1的二次侧依次经过整流变压器T2和三相整流桥整流后在滤波电容C01两端形成稳定的直流电压；补能开关T0与续流二极管D1串联后连接在滤波电容C01的两端，补能电抗L02的一端连接补能开关T0与续流二极管D1串联的中间点，另一端与串联谐振支路的谐振电感L上端连接；续流二极管D1的阳极和三相整流桥直流输出侧负极相连并作为运行试验拓扑装置的接地点；

第一试品阀段与第二试品阀段的交流AC输出端直接连接，第一试品阀段的公共端连接串联谐振支路的谐振电感L上端，第二试品阀段的公共端接地；

控制补能开关T0投切将补能电源能量经补能电抗L02输出到两个试品阀段，当T0关断时，试品阀段中流过的直流电流分量经续流二极管D1和补能电抗L02续流；

两个试品阀段与串联谐振支路串联形成谐振交流回路，通过分别控制两个试品阀段交流电压分量幅值产生需要的试验电流交流分量，分别控制两个试品阀段直流电压分量产生试验电流直流分量。

2.权利要求1所述的一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑装置的控制方法，其特征在于，所述的控制方法为分别控制左右两侧试品阀段控制电压中直流电压分量和交流电压分量，产生谐振的交流电流和直流电流；控制运行电流中交流分量达到交流设定值并通过直流分量的控制实现两侧电容电压平均值趋于一致；

包括第一试品阀段的控制方法、第二试品阀段的控制方法和补能电源开关控制方法。

3.根据权利要求2所述的一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑装置的控制方法，其特征在于，所述的第一试品阀段的控制方法具体包括如下：

第一试品阀段的交流分量的交流幅值为U1_acref，通过ω*t产生基准相角phi的U1_acref*sin(ωt)的瞬时参考电压；

第一试品阀段直流分量为设定的直流幅值U1_dcref，与U1_acref*sin(ωt)共同形成第一试品阀段的控制电压U1_ref。

4.根据权利要求2所述的一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑装置的控制方法，其特征在于，所述的第二试品阀段的控制方法具体包括如下：

第二试品阀段的控制电压U2_ref为第一试品阀段控制电压U1_ref加直流偏差电压Udc_delt同时减去交流偏差电压Uac_delt；

所述的交流偏差电压Uac_delt由运行电流交流分量给定值和反馈值Iac的偏差经PR控制器和限幅产生；运行电流交流分量给定值为设定的运行试验电流值，是由设定的运行试验电流的交流幅值Iac_ref通过ω*t产生基准相角phi的Iac_ref*sin(ωt)的瞬时参考电流；相位与第一试品阀段的交流分量相位一致，目标是控制运行电流交流分量与设定值一致；

直流偏差电压Udc_delt由第二试品阀段的电容电压平均值VC2_av和第一试品阀段的电容电压平均值VC1_av的偏差经PI控制器产生，目标是控制第一试品阀段和第二试品阀段的电容电压的一致。

5.根据权利要求2所述的一种串联谐振的柔性直流换流阀运行试验拓扑装置的控制方法，其特征在于，所述的补能电源开关控制方法具体包括如下：

将两个试品阀段的模块电压设定值VC12_set与两个试品阀段所有模块的平均值VC12_av的差值经PI控制后，与设定频率的三角载波比较，生成触发补能电源开关T0的脉冲，当高于三角载波时触通补能电源开关T0，低于三角载波时关闭补能电源开关T0。