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导读:作为国家电网公司高端装备研发企业, 南瑞集团中电普瑞电力工程有限公司一直把特高压直流换流阀装备研发作为重要工作方向, 经过多年技术攻关, 完成了M2000型柔性直流输电换流阀及FLEXCON-VBC-1000型阀基控制设备的开发设计工作, 并在KEMA见证下通过了IEC62501规定的所有型式试验, 成功通过国家能源局技术成果鉴定。
1.换流阀介绍
柔性直流输电技术广泛应用于风力发电等间歇式能源并网、重要负荷供电、孤岛供电、黑电网启动, 多端直流联网、弱系统联网等领域, 是构建智能电网最具特色的技术之一, 将给输电方式和电网架构带来重大变革。换流阀是柔性直流输电技术的核心设备, 担负着实现交直流电转换的任务, 具有技术难度高、集成度大、跨学科领域多、可靠性要求高等技术特点, 涉及大功率电力电子学、高电压绝缘、微电子控制、机械结构力学、电磁场以及高压试验技术等多个学科, 其研发技术一直是输电领域的制高点。
作为国家电网公司高端装备研发企业, 南瑞集团中电普瑞电力工程有限公司一直把特高压直流换流阀装备研发作为重要工作方向, 经过多年技术攻关, 完成了M2000型柔性直流输电换流阀及FLEXCON-VBC-1000型阀基控制设备的开发设计工作, 并在KEMA见证下通过了IEC62501规定的所有型式试验, 成功通过国家能源局技术成果鉴定。
1.1主要一次设备
M2000型换流阀应用了电力电子、计算机控制、高电压绝缘、高效冷却系统等技术的最新研究成果。换流阀拓扑结构如图1所示。
图1 M2000型换流阀拓扑结构
M2000型柔性直流输电换流阀采用模块化多电平拓扑, 由标准化设计的功率子模块级联构成, 共分为子模块、阀模块和阀塔三级结构, 整体布置更为简洁紧凑。
1) 换流阀子模块
换流阀子模块是换流阀的最小电气单元。换流阀子模块采用3300V/1500A高压大功率全控器件IGBT, 高速旁路开关最快合闸时间达到3ms, 直流取能电源动态响应快、可抗强电磁干扰。子模块实施全数字化状态监测, 可实现纳秒级驱动软保护, 同时晶闸管可在大电流极低电压下强制触发。
图2 换流阀子模块剖视图
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