技术领域
[0001] 本
发明涉及电
力电子技术领域，具体涉及一种换流链及其阀基控制器试验电路及试验方法。
背景技术
[0002]
电压源型换流链是一种由若干个基于全控型电力电子器件的换流模
块级联形成的拓扑结构，其优点在于模块化设计，便于安装和维修，谐波含量低，
开关损耗小等。一般三条单相换流链经Δ接或者Y接，应用于高压电力电子装置，对电力系统进行连续可调的无功补偿。实际工程中，在基于电压源型换流链的电力电子装置投入运行前，需要对单相换流链及其阀基控制系统进行高压试验，确保其正确性和可靠性，才能避免实际运行时器件不必要的损坏。在现有的模拟试验中，缺乏针对应用于
串联型设备的电压
原型换流链的试验电路及试验方法，用以模拟换流链及其阀基控制器的多种运行工况，且不能满足换流链
电流取能、直流电压控制、充放电过程及模块冗余切换等要求。
发明内容
[0003] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服
现有技术中的换流链及其阀基控制器的试验电路不能满足适用于串联型设备的换流链电流取能、直流电压控制、充放电过程及模块冗余切换要求的
缺陷，从而提供一种换流阀及其阀基控制器试验电路及试验方法。
[0004] 第一方面，本发明
实施例提供一种换流链及其阀基控制器试验电路，包括直流辅助电源、辅助换流阀、待测试换流链、连接电抗器及控
制模块，其中，辅助换流阀，用于为待测试换流链提供电压；直流辅助电源，用于为辅助换流阀提供电压；连接电抗器，用于将辅助换流阀输出的电压转换成试验需要的电流；
控制模块，用于控制解
锁或闭锁辅助换流阀及待测试换流链、辅助换流阀的
输出电压、辅助换流阀的电容电压、待测试换流链的直流电压及待测试换流链的输出电压。
[0005] 在一实施例中，待测试换流链包括：多个待测试换流链子模块及多个旁路开关，其中，多个待测试换流链子模块之间通过级联的方式连接，并且待测试换流链子模块包括多个冗余待测试换流链子模块，冗余待测试换流链子模块用于当待测试换流链子模块故障时，代替故障的待测试换流链子模块工作；在各个待测试换流链子模块两端分别并联一旁路开关，用于投切待测试换流链子模块。
[0006] 在一实施例中，换流链及其阀基控制器试验电路，还包括：测量装置，用于测量试验电路中的状态量
波形；监控装置，用于监控试验电路的运行状态；录波装置，用于录制试验电路的状态量波形。
[0007] 在一实施例中，换流链及其阀基控制器试验电路，还包括：保护装置，用于在电路中发生故障时，
切除或者旁路辅助换流阀或待测试换流链；
散热装置，包括辅助换流阀散热装置和待测试换流链散热装置，用于为辅助换流阀及待测试换流链散热。
[0008] 第二方面，本发明实施例提供一种换流链及其阀基控制器试验电路的试验方法，包括：启动阶段及试验阶段，其中，启动阶段控制试验电路中的辅助换流阀的输出电流达到预设电流值，或控制待测试换流链处于取能状态；试验阶段在启动阶段之后对试验电路进行
阀体电流取能试验、直流电压控制试验及待测试换流链冗余切换试验。
[0009] 在一实施例中，启动阶段控制试验电路中的辅助换流阀的输出电流达到预设电流值的过程包括如下步骤：闭锁辅助换流阀及待测试换流链，解锁直流辅助电源，控制辅助换流阀的电容电压达到预设电压值；在辅助换流阀取能正常、通讯正常及辅助换流阀电容电压正常的情况下，闭合待测试换流链的旁路开关，使待测试换流链处于旁路状态，解锁辅助换流阀、辅助换流阀主控及辅助换流阀阀控，通过控制辅助换流阀的输出电压，使辅助换流阀的输出电流达到预设电流值，及使辅助换流阀处于恒流源工作模式。
[0010] 在一实施例中，启动阶段控制试验电路中的启动阶段控制试验电路中的待测试换流链处于取能状态的过程包括如下步骤：闭锁辅助换流阀及待测试换流链，解锁直流辅助电源，控制辅助换流阀的电容电压达到预设电压值；在辅助换流阀取能正常、通讯正常及辅助换流阀电容电压正常的情况下，闭合待测试换流链的旁路开关，使待测试换流链处于旁路状态，解锁辅助换流阀、辅助换流阀主控及辅助换流阀阀控，通过控制辅助换流阀的输出电压，使控制辅助换流阀的输出电流为取能电流，使待测试换流链进入取能状态。
[0011] 在一实施例中，启动阶段控制辅助换流阀的输出电流达到预设电流值后，进行阀体电流取能试验的过程，包括如下步骤：控制辅助换流阀的输出电压，使待测试换流链从未取能状态进入取能状态；获取取能电流、试验电路的状态量波形及状态量信息。
[0012] 在一实施例中，启动阶段控制待测试换流链处于取能状态后，进行直流电压控制试验的过程，包括如下步骤：解锁待测试换流链及其阀基控制器，通过控制待测换流链器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态；断开旁路开关；改变待测试换流链的直流电压预设值、控制待测试换流链的解锁时间，使待测试换流链的直流电压稳定在不同的直流电压预设值，验证阀体升压过程。
[0013] 在一实施例中，启动阶段控制控制待测试换流链处于取能状态后，进行待测试换流链冗余切换试验的过程包括如下步骤：解锁待测试换流链及其阀基控制器，通过控制待测换流链器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态；断开旁路开关；通过控制待测试换流链中器件的通断状态，使待测试换流链的直流电压稳定在待测试换流链的直流电压预设值；通过设置不同组合方式的冗余模块，验证待测试换流链冗余切换功能。
[0014] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0015] 1.本发明提供的换流链及其阀基控制器试验电路及试验方法，通过直流辅助电源、辅助换流阀、待测试换流链、连接电抗器及阀基控制器搭建换流链试验电路，对实际工程中换流链的运行状况进行模拟，确保了换流链搭建的正确性和可靠性，避免了实际运行时器件不必要的损坏。
[0016] 2.本发明提供的换流链及其阀基控制器试验电路及试验方法，通过设置测量装置、监控装置、录波装置、保护装置及散热装置，对试验过程中辅助换流阀和待测试换流链的运行状态进行监控及记录，实现了对试验电路的实时监测及保护；通过控制辅助换流阀和待测试换流链及其投切，对实际工况进行模拟试验，使得试验电路电流可以稳定在预设电流值，从使试验电路及试验方法适用于串联型设备的换流链，且能够满足换流链电流取能、直流电压控制、及模块冗余切换等试验要求。
附图说明
[0017] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018] 图1为本发明实施例中试验电路的一个具体示例的示意图；
[0019] 图2为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的示意图；
[0020] 图3为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的示意图；
[0021] 图4为本发明实施例中试验方法的一个具体示例的
流程图；
[0022] 图5为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的流程图；
[0023] 图6为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的流程图；
[0024] 图7为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的流程图；
[0025] 图8为本发明实施例中试验电路的另一个具体示例的流程图。
具体实施方式
[0026] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例提供一种换流链及其阀基控制器试验电路，可用于模拟换流链的实际工况，如图1所示，包括：直流辅助电源1、辅助换流阀2、待测试换流链3、连接电抗器4及控制模块5，其中，
[0030] 辅助换流阀2，用于为待测试换流链3提供电压。本发明实施例中，辅助换流阀2，由至少一个基于全控型电力电子器件的辅助换流模块组成，仅以此为例，不以此为限。多个辅助换流模块分为主辅助换流阀模块及备用辅助换流阀模块，备用辅助换流阀模块用于在主辅助换流阀模块故障时，及时代替故障的主辅助换流阀模块工作。
[0031] 直流辅助电源1，用于为辅助换流阀2提供电压。本发明实施例中，直流换流阀用于为辅助换流阀2中的电容充电，从而为辅助换流阀2提供工作电压。
[0032] 连接电抗器4，用于将辅助换流阀2输出的电压转换成试验需要的电流。本发明实施例中，如图2所示，连接电抗器4串联在辅助换流阀2与待测试换流链3之间，将辅助换流阀2的输出电压转换成待测试换流链3进行试验需要的电流，其电抗值根据待测试换流链3耐受
水平、辅助换流阀输出电压和试验电流的大小选配。
[0033] 控制模块5，用于控制解锁或闭锁辅助换流阀2及待测试换流链3、换流阀的输出电压、辅助换流阀的电容电压、待测试换流链的直流电压及待测试换流链的输出电压。本发明实施例中，控制模块5包括辅助换流阀阀基控制器及待测试换流链阀基控制器，其中辅助换流阀阀基控制器包括辅助换流阀主控、阀控和模块控制器，待测试换流链阀基控制器包括待测换流链主控、阀控和模块控制器，用于对辅助换流阀2和待测试换流链3的整体控制、阀基控制及模块级控制。通过辅助换流阀阀基控制器及待测试换流链阀基控制器对试验电路的控制，实现对辅助换流阀输出电压、辅助换流阀的的电容电压、待测试换流链的直流电压及待测试换流链的输出电压的控制。
[0034] 本发明实施例提供的换流链及其阀基控制器试验电路，通过直流辅助电源、辅助换流阀、待测试换流链、连接电抗器及阀基控制器搭建换流链试验电路，对实际工程中换流链的运行状况进行模拟，确保了换流链搭建的正确性和可靠性，避免了实际运行时器件不必要的损坏。
[0035] 在一具体实施例中，如图3所示，待测试换流链3包括：多个待测试换流链子模块31及多个旁路开关32，其中，
[0036] 多个待测试换流链子模块31之间通过级联的方式连接，并且待测试换流链子模块31包括多个冗余待测试换流链子模块，冗余待测试换流链子模块用于当待测试换流链子模块31故障时，代替故障的待测试换流链子模块31工作。本发明实施例中，待测试换流链子模块31为基于全控型电力电子器件的换流模块，可选全H桥拓扑或半H桥拓扑结构，仅以此举例，不以此为限。多个待测试换流链子模块31用于进行阀体电流取能试验、直流电压控制试验及待测试换流链冗余切换试验。冗余待测试换流链子模块的个数小于多个待测试换流链子模块31的个数。
[0037] 在各个待测试换流链子模块31两端分别并联一旁路开关32，用于投切待测试换流链子模块31。本发明实施例中，如图2所示，旁路开关32为电力电子式开关或者机械开关，并联在待测试换流链子模块31两端，通过控制旁路开关32的导通和关断，实现待测试换流链3中各个待测试换流链子模块31或者整体的旁路和投入，从而用于进行阀体电流取能试验、直流电压控制试验及待测试换流链冗余切换试验。
[0038] 在一具体实施例中，换流链及其阀基控制器试验电路，还包括：
[0039] 测量装置，用于测量试验电路中的状态量波形。本发明实施例中，状态量波形包括辅助换流阀输出电压、电路电流、待测试换流阀直流电压等试验电路的试验方法需要的状态量波形。
[0040] 监控装置，用于监控试验电路的运行状态。本发明实施例中，监控装置实时监测并显示试验电路的运行状态，便于在辅助换流阀输出电流达到预设电流值，或者待测试换流链3进入取能状态时，及时进行下一步试验，及监控待测试换流链直流电压、冗余模块等信息。
[0041] 录波装置，用于录制试验电路的状态量波形。本发明实施例为对换流链实际工况的模拟，可以多次对试验电路进行试验，并对多次试验结果进行对比，故需要录波装置实时录制保存状态量波形。
[0042] 保护装置，用于在电路中发生故障时，切除或者旁路辅助换流阀2或待测试换流链3。本发明实施例为对换流链实际工况的模拟，而在实际工况中可能出现多种事故，而保护装置可以随时将故障处切除，从而保护整个试验电路安全运行。
[0043] 散热装置，包括辅助换流阀散热装置和待测试换流链散热装置，用于为辅助换流阀2及待测试换流链3散热。由于本发明实施例中，包含多个待测试换流链子模块31及辅助换流阀模块，并且需要对试验电路进行阀体电流取能试验、直流电压控制试验及待测试换流链冗余切换试验，同时在整个试验过程中会产生大量
热能，因此需要设置散热装置对试验电路中的试验器件进行散热。
[0044] 本发明实施例提供的换流链及其阀基控制器试验电路，通过直流辅助电源、辅助换流阀、待测试换流链、连接电抗器及阀基控制器搭建换流链试验电路，对实际工程中换流链的运行状况进行模拟，确保了换流链搭建的正确性和可靠性，避免了实际运行时器件不必要的损坏；通过设置测量装置、监控装置、录波装置、保护装置及散热装置，对试验过程中辅助换流阀和待测试换流链的运行状态进行监控及记录，实现了对试验电路的实时监测及保护；通过控制辅助换流阀和待测试换流链及其投切，对实际工况进行模拟试验，使得试验电路电流可以稳定在预设电流值，从使试验电路及试验方法适用于串联型设备的换流链，且能够满足换流链电流取能、直流电压控制、及模块冗余切换等试验要求。
[0045] 实施例2
[0046] 本实施例提供一种换流链及其阀基控制器试验电路的试验方法，包括：启动阶段控制试验电路中的辅助换流阀的输出电流达到预设电流值，或控制待测试换流链处于取能状态；试验阶段在启动阶段之后对试验电路进行阀体电流取能试验、直流电压控制试验及待测试换流链冗余切换试验。
[0047] 在一具体实施例中，如图4所示，启动阶段控制试验电路中的辅助换流阀的输出电流达到预设电流值的过程包括如下步骤：
[0048] 步骤SA1：闭锁辅助换流阀及待测试换流链，解锁直流辅助电源，控制辅助换流阀的电容电压达到预设电压值。本发明实施例中，辅助换流阀为电压源型辅助换流阀，因此在对试验电路进行试验之前，需要闭锁辅助换流阀和待测试换流链。
[0049] 步骤SA2：在辅助换流阀取能正常、通讯正常及辅助换流阀电容电压正常的情况下，闭合待测试换流链的旁路开关，使待测试换流链处于旁路状态，解锁辅助换流阀、辅助换流阀阀基控制器，通过控制辅助换流阀的输出电压，使辅助换流阀的输出电流达到预设电流值，及使辅助换流阀处于恒流源工作模式。
[0050] 本发明实施例中，为了控制待测试换流链进入取能状态，需要在辅助换流阀取能正常、通讯正常及辅助换流阀电压正常的情况下，先闭合旁路开关32，解锁辅助换流阀及其阀基控制器，控制辅助换流阀的输出电压达到预设电压值，与连接电抗器共同作用，辅助换流阀处于恒流源工作模式。辅助换流阀的预设电流值小于待测试换流链进入取能状态时的取能电流初值。
[0051] 在一具体实施例中，如图5所示，启动阶段控制试验电路中的控制待测试换流链处于取能状态的过程包括如下步骤：
[0052] 步骤SB1：闭锁辅助换流阀及待测试换流链，解锁直流辅助电源，控制辅助换流阀电压达到预设电压值。
[0053] 步骤SB2：在辅助换流阀取能正常、通讯正常、及辅助换流阀电容电压正常的情况下，闭合待测试换流链的旁路开关，使待测试换流链处于旁路状态，解锁辅助换流阀及其阀基控制器，通过控制辅助换流阀的输出电压，使控制辅助换流阀的输出电流为取能电流，使待测试换流链进入取能状态。本发明实施例中，因此可以通过控制辅助换流阀输出电压，连接电抗器将辅助换流阀的输出电压转换成电流，使得电流达到预设电流值，。
[0054] 在一具体实施例中，如图6所示，启动阶段控制辅助换流阀的输出电流达到预设电流值后，进行阀体电流取能试验的过程，包括如下步骤：
[0055] 步骤SA3：控制辅助换流阀的输出电压，使待测试换流链从未取能状态进入取能状态。本发明实施例中，控制辅助换流阀的输出电流达到预设电流值后，控制辅助换流阀的输出电流升高，通过监控装置监测待测试换流链是否进入取能状态。
[0056] 步骤SA4：获取取能电流、试验电路的状态量波形及状态量信息。本发明实施例中，当待测试换流链进入取能状态时，记录此时电路电流等状态量值及状态量波形，以备后续试验参考。
[0057] 在一具体实施例中，如图7所示，启动阶段控制控制待测试换流链处于取能状态后，进行直流电压控制试验的过程，包括如下步骤：
[0058] 步骤SB311：解锁待测试换流链及其阀基控制器，通过控制待测换流链器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态。本发明实施例中，在待测试换流链进入取能状态后，为了准备投入待测试换流链，需要控制待测试换流链输出电压为零，进入零电压状态。如图2所示，本发明实施例中，待测试换流链为基于全控型器件换流器，因此可以控制桥臂器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态。
[0059] 步骤SB312：断开旁路开关。本发明实施例中，监控装置监测到待测试换流链进入零电压状态之后，通过断开旁路开关，使得辅助换流阀的输出电流流经待测试换流阀换流模块。
[0060] 步骤SB313：改变待测试换流链的直流电压预设值、控制待测试换流链直流电压控制的解锁时间，使待测试换流链的直流电压稳定在不同的直流电压预设值，验证阀体升压过程。本发明实施例中，通过控制待测试换流链的直流电压预设值、待测试换流链直流电压控制的解锁时间，控制待测试换流链的直流电压达到不同的电压值，从而验证换流链升压过程。
[0061] 在一具体实施例中，如图8所示，启动阶段控制待测试换流链处于取能状态后，进行待测试换流链冗余切换试验的过程包括如下步骤：
[0062] 步骤SB321：解锁待测试换流链及其阀基控制器，通过控制待测换流链器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态。
[0063] 步骤SB322：断开旁路开关。
[0064] 步骤SB323：通过控制待测试换流链中器件的通断状态，使待测试换流链的直流电压稳定在待测试换流链的直流电压预设值。
[0065] 本发明实施例中，通过控制待测试换流链子模块中的器件的通断，控制待测试换流链进入零电压状态，断开旁路开关后，控制控制待测试换流链子模块中的器件的通断状态，从而使待测试换流链子模块电容充电，使待测试换流链的直流电压最终稳定在待测试换流链的直流电压预设值。
[0066] 步骤SB324：通过设置不同组合方式的冗余模块，验证待测试换流链冗余切换功能。本发明实施例中，当待测试换流链的直流电压达到预设之后，通过设置不同的冗余模块数目或者不同的冗余模块实现，验证冗余切换功能。
[0067] 本发明实施例提供的换流链及其阀基控制器试验方法，通过直流辅助电源、辅助换流阀、待测试换流链、连接电抗器及阀基控制器搭建换流链试验电路，对实际工程中换流链的运行状况进行模拟，确保了换流链搭建的正确性和可靠性，避免了实际运行时器件不必要的损坏；通过设置测量装置、监控装置、录波装置、保护装置及散热装置，对试验过程中辅助换流阀和待测试换流链的运行状态进行监控及记录，实现了对试验电路的实时监测及保护；通过控制辅助换流阀和待测试换流链及其投切，对实际工况进行模拟试验，使得试验电路电流可以稳定在预设电流值，从使试验电路及试验方法适用于串联型设备的换流链，且能够满足换流链电流取能、直流电压控制、及模块冗余切换等试验要求。
[0068] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
