專利名稱：一種mmc閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電子及電力系統(tǒng)領(lǐng)域的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
柔性直流輸電(VSC-HVDC )技術(shù)在高壓直流輸電領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景，基于模塊化多電平換流器(MMC)的VSC-HVDC，是實(shí)現(xiàn)利用IGBT閥進(jìn)行直流輸電的一種方式，其核心部件稱作MMC閥。MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)的目的在于考察閥組件對于長期實(shí)際運(yùn)行工況下的電流、電壓和溫度等關(guān)鍵應(yīng)力的耐受能力，這也是換流器運(yùn)行可靠性研究的重要組成部分。所考察的關(guān)鍵應(yīng)力當(dāng)中，電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力并非單一的交流變量或者直流量，而是相對復(fù)雜的交、直流相互疊加的復(fù)合變量。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置能夠靈活的模擬這種電壓和電流應(yīng)力，這些應(yīng)力通過兩組MMC閥之間的能量交換產(chǎn)生。兩組MMC閥分別指輔助閥和試品閥，其電氣結(jié)構(gòu)如

圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，本發(fā)明滿足了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置功率平衡關(guān)系，并能將電流二次諧波限制在合理的范圍。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所述負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法用的試驗(yàn)裝置為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置，包括輔助閥、試品閥、負(fù)載電抗器、補(bǔ)能電源和充電電源；所述輔助閥均包括子模塊，所述子模塊包括電容器；其改進(jìn)之處在于，所述補(bǔ)能電源通過平波電抗器與輔助閥連接；所述負(fù)載電抗器連接在輔助閥和試品閥之間；所述輔助閥、試品閥和充電電源依次并聯(lián)；所述負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法包括下述步驟:A、將穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置在工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行等效；B、確定正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率平衡關(guān)系；C、確定滿足有功功率平衡關(guān)系的負(fù)載電抗器電抗值；D、根據(jù)輔助閥和試品閥只進(jìn)行無功交換確定二倍頻電流；E、確定二倍頻電流與負(fù)載電抗器電抗值的關(guān)系。其中，所述步驟A中，將穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置中的輔助閥和試品閥在工作狀態(tài)時(shí)各自等效為直流電壓源和交流電壓源串聯(lián)的復(fù)合電壓源形式；將穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)裝置的電阻等效為等值電阻R ;得到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置的等效電路。其中，所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置的等效電路由順序連接的直流電壓源、交流電壓源、等值電感L和等值電阻R組成回路；所述直流電壓源和交流電壓源均接地。
其中，所述步驟B中，正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率平衡關(guān)系用下式表示:
權(quán)利要求
1.一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，所述負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法用的試驗(yàn)裝置為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置，包括輔助閥、試品閥、負(fù)載電抗器、補(bǔ)能電源和充電電源；所述輔助閥均包括子模塊，所述子模塊包括電容器；其特征在于，所述補(bǔ)能電源通過平波電抗器與輔助閥連接；所述負(fù)載電抗器連接在輔助閥和試品閥之間；所述輔助閥、試品閥和充電電源依次并聯(lián)； 所述負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法包括下述步驟: A、將穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置在工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行等效； B、確定正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率平衡關(guān)系； C、確定滿足有功功率平衡關(guān)系的負(fù)載電抗器電抗值； D、根據(jù)輔助閥和試品閥只進(jìn)行無功交換確定二倍頻電流； E、確定二倍頻電流與負(fù)載電抗器電抗值的關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟A中，將穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置中的輔助閥和試品閥在工作狀態(tài)時(shí)各自等效為直流電壓源和交流電壓源串聯(lián)的復(fù)合電壓源形式；將穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)裝置的電阻等效為等值電阻R ;得到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置的等效電路。
3.如權(quán)利要求2所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置的等效電路由順序連接的直流電壓源、交流電壓源、等值電感L和等值電阻R組成回路；所述直流電壓源和交流電壓源均接地。
4.如權(quán)利要求1所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟B中， 正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率平衡關(guān)系用下式表示:甲 Sii^ = Pdc =!f/dc/dc ①； 式中=U1表示輔助閥等效交流源的電壓有效值；U2表示試品閥等效交流源的電壓有效值；δ表示輔助閥和試品閥交流電壓源的相位差；Pd。表示正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率；Udc/2表示直流電壓源電壓；Id。表示回路電流的直流偏置。
5.如權(quán)利要求1所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟C中，滿足有功功率平衡關(guān)系的負(fù)載電抗器電抗值X用下式表示: 2TI4/dc4/ 人 式中:X1和λ 2分別是輔助閥和試品閥的電壓調(diào)制比，均不大于I。
6.如權(quán)利要求1所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟D中，二倍頻電流最大時(shí)的表達(dá)式用下式表示:.3-s/2/ac X1U1 Λ具 ιν =-——=^)cos(2( i)③； -f ΙωΧ C01 C02 =cos(2w/) 式中:ω為工頻角頻率C02分別代表輔助閥和試品閥子模塊電容值；ηι、n2分別代表輔助閥和試品閥子模塊串聯(lián)級數(shù)；Ia。代表回路電流交流分量有效值；、代表二倍頻電流幅值。
7.如權(quán)利要求1所述的MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟E中，二倍頻電流幅值與電抗值呈反比關(guān)系，使二次諧波含量不超過Jl2f，負(fù)載電抗器X的電抗值滿足:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MMC閥穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置負(fù)載電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，包括下述步驟A、將穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置在工作狀態(tài)時(shí)進(jìn)行等效；B、確定正弦穩(wěn)態(tài)等值電路有功功率平衡關(guān)系；C、確定滿足有功功率平衡關(guān)系的負(fù)載電抗器電抗值；D、根據(jù)輔助閥和試品閥只進(jìn)行無功交換確定二倍頻電流；E、確定二倍頻電流與負(fù)載電抗器電抗值的關(guān)系。本發(fā)明滿足了穩(wěn)態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)裝置有功功率平衡關(guān)系，并能將電流二次諧波限制在合理的范圍。
文檔編號G01R31/00GK103197167SQ20131005402
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者魏曉光, 高沖, 羅湘, 查鯤鵬, 吳亞楠 申請人:國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國家電網(wǎng)公司