本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領域，尤其涉及一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，換流閥是高壓直流輸電（hvdc）技術(shù)的核心組件之一。高壓直流輸電技術(shù)在長距離、大功率電能傳輸中具有顯著優(yōu)勢，可以降低電能損耗，提高傳輸效率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻率的電網(wǎng)互聯(lián)。換流閥作為將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的關鍵裝置，廣泛應用于各類輸電和分布式能源系統(tǒng)中，其性能的可靠性對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關重要。

2、換流閥的核心組件包括晶閘管（thyristor）和絕緣柵雙極型晶體管（igbt）。晶閘管換流閥是傳統(tǒng)lcc（line?commutated?converter）高壓直流輸電系統(tǒng)的主要元件，它依賴于電網(wǎng)提供的換相電壓來實現(xiàn)換流。晶閘管具有結(jié)構(gòu)簡單、承受高電壓和大電流的能力，且成本較低，因此在長距離、大功率輸電項目中被廣泛使用。然而，晶閘管換流閥在需要頻繁換相的動態(tài)條件下容易受到過電壓、過電流等工況的影響，需要有針對性的測試和監(jiān)測手段來確保其在各種工作環(huán)境下的穩(wěn)定性。

3、近年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，基于igbt的可控換相換流閥（clcc）逐漸進入高壓直流輸電領域。與晶閘管相比，igbt具備自關斷能力，無需依賴外部換相電壓即可實現(xiàn)換流，這使得其在控制靈活性和動態(tài)響應方面具有顯著優(yōu)勢。clcc換流閥因其更加適合電壓源型換流器（vsc）高壓直流輸電系統(tǒng)，逐漸成為新一代輸電技術(shù)中的重要組成部分。igbt換流閥能夠支持高頻開關操作，減少諧波產(chǎn)生，降低對系統(tǒng)電力質(zhì)量的影響。此外，igbt在分布式能源、可再生能源（如風能和太陽能）并網(wǎng)中的應用也逐漸增多。因此，對于igbt子模塊的測試需求也隨之增加。

4、換流閥作為高壓直流輸電系統(tǒng)中的核心設備，其性能必須經(jīng)過嚴格的測試和驗證。傳統(tǒng)的換流閥測試方法往往采用獨立的測試設備來進行不同類型的測試，如針對晶閘管的短路測試、反向恢復期測試、儲能測試等，以及針對igbt的電氣通路測試、開通關斷測試等。這種傳統(tǒng)的測試模式由于需要頻繁更換測試設備、重新連接電路等，導致測試效率低下，且人工干預較多，容易產(chǎn)生誤差。此外，傳統(tǒng)測試設備的體積龐大，無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對測試設備集成化、小型化和靈活化的要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出了一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述測試的方法包括以下步驟：

2、(a)?通過主控單元的人機交互模塊，根據(jù)測試需求，選擇測試項目和對應的測試模式；

3、(b)?主控單元控制輸出控制單元，從多個共享的電源模塊中，根據(jù)測試需求提供適當?shù)碾娫摧敵鲋链郎y換流閥；

4、(c)?通過采樣單元實時監(jiān)測電壓和電流參數(shù)；

5、(d)?主控單元根據(jù)采樣單元實時監(jiān)測的電壓和電流參數(shù)，動態(tài)調(diào)整輸出控制單元的電源輸出；

6、(e)?主控單元采用自適應測試算法，將監(jiān)測到的參數(shù)與預設標準進行比較；

7、(f)?根據(jù)比較結(jié)果確定待測換流閥是否通過測試：

8、其中，所述測試方法基于的測試裝置同時滿足晶閘管閥和igbt子模塊的測試要求。

9、所述電源模塊輸出的電源類型包括：100v直流源、高壓直流源、高壓脈沖源和電流源。

10、所述自適應測試算法包括參數(shù)匹配方法，所述參數(shù)匹配方法包括自動加載相應換流閥類型的標準參數(shù)集，所述標準參數(shù)集包括電壓范圍、電流范圍、頻率和脈沖寬度；主控單元根據(jù)用戶選擇的測試項目自動檢索并加載對應的標準參數(shù)集，以進行后續(xù)調(diào)整和比較。

11、所述自適應測試算法包括動態(tài)調(diào)整方法，所述動態(tài)調(diào)整方法根據(jù)測試條件的變化，動態(tài)調(diào)整比較標準，最小化系統(tǒng)輸出與目標參考值之間的差異；通過控制目標的成本函數(shù)實現(xiàn)。

12、所述控制目標的成本函數(shù)j的計算公式為：

13、

14、其中，為系統(tǒng)在第k時刻的輸出值，為預設的目標參考值，為控制變量的變化量，為控制動作的權(quán)重系數(shù)，為預測時域的長度，為控制時域的長度。

15、所述自適應測試算法通過閉環(huán)反饋控制策略實時監(jiān)測換流閥的電壓和電流，計算輸出值與目標參考值之間的誤差，并根據(jù)預測模型調(diào)整控制變量，控制輸出控制單元對電源模塊的操作。

16、所述自適應測試算法包括異常檢測方法，所述異常檢測方法通過噪聲過濾對采集到的電壓和電流信號進行處理，并驗證電壓和電流信號的內(nèi)部關系是否符合預設標準；監(jiān)控采樣單元、傳感器和數(shù)據(jù)傳輸鏈路的狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)故障則觸發(fā)保護機制。

17、本發(fā)明提出的多類型換流閥測試方法具有顯著的有益效果。首先，通過人機交互模塊和主控單元，用戶能夠靈活選擇不同類型換流閥的測試項目和模式，自動適應晶閘管閥和igbt子模塊的測試需求，大大提高了測試效率和操作便捷性。其次，利用自適應測試算法，系統(tǒng)能夠動態(tài)調(diào)整電源輸出，并實時監(jiān)測和調(diào)整電壓、電流參數(shù)，確保測試條件的最佳狀態(tài)，提升了測試精度。此外，異常檢測功能通過噪聲過濾和設備狀態(tài)監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)的準確性和設備的安全性，避免了外部干擾或設備故障引發(fā)的誤判。該方法還支持多種電源類型輸出，適用于不同測試場景，具備良好的兼容性和靈活性，滿足多樣化測試需求。

技術(shù)特征：

1.一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述測試的方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述電源模塊輸出的電源類型包括：100v直流源、高壓直流源、高壓脈沖源和電流源。

3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述自適應測試算法包括參數(shù)匹配方法，所述參數(shù)匹配方法包括自動加載相應換流閥類型的標準參數(shù)集，所述標準參數(shù)集包括電壓范圍、電流范圍、頻率和脈沖寬度；主控單元根據(jù)用戶選擇的測試項目自動檢索并加載對應的標準參數(shù)集，以進行后續(xù)調(diào)整和比較。

4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述自適應測試算法包括動態(tài)調(diào)整方法，所述動態(tài)調(diào)整方法根據(jù)測試條件的變化，動態(tài)調(diào)整比較標準，最小化系統(tǒng)輸出與目標參考值之間的差異；通過控制目標的成本函數(shù)實現(xiàn)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述控制目標的成本函數(shù)?j的計算公式為：

6.如權(quán)利要求5所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述自適應測試算法通過閉環(huán)反饋控制策略實時監(jiān)測換流閥的電壓和電流，計算輸出值與目標參考值之間的誤差，并根據(jù)預測模型調(diào)整控制變量，控制輸出控制單元對電源模塊的操作。

7.如權(quán)利要求1所述的一種適用于lcc換流閥和clcc換流閥的測試方法，其特征在于：所述自適應測試算法包括異常檢測方法，所述異常檢測方法通過噪聲過濾對采集到的電壓和電流信號進行處理，并驗證電壓和電流信號的內(nèi)部關系是否符合預設標準；監(jiān)控采樣單元、傳感器和數(shù)據(jù)傳輸鏈路的狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)故障則觸發(fā)保護機制。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于LCC換流閥和CLCC換流閥的測試方法，旨在滿足晶閘管閥和IGBT子模塊的測試需求。該方法包括通過人機交互模塊選擇測試項目和模式，主控單元控制輸出電源模塊，實時監(jiān)測電壓和電流參數(shù)，并利用自適應測試算法進行參數(shù)匹配、動態(tài)調(diào)整和異常檢測。該算法根據(jù)測試條件變化，動態(tài)調(diào)整電源輸出，最小化系統(tǒng)輸出與參考值之間的差異，并通過噪聲過濾與設備監(jiān)控確保數(shù)據(jù)準確性和安全性。本發(fā)明兼容多種電源類型，測試精度高，適應性強。

技術(shù)研發(fā)人員：任孟干,吳保義,任佳麗,柴斌,侯俊義,劉宏,胡今朝,崔春艷,徐競瑩,劉洋,蘇春明,楊岳峰
受保護的技術(shù)使用者：中電普瑞電力工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26