柔性直流换流阀在线监测技术研究
基于Flowmaster的柔性直流换流阀水路仿真研究
第55卷第5期2021年5月电力电子技术Power ElectronicsVol.55, No.5May 2021基于Flowmaster的柔性直流换流阀水路仿真研究雒雯霞，孙小平，张艳梅，娄彦涛(西安西电电力系统有限公司，陕西西安710065)摘要：冷却水路是柔性直流（柔直）换流阀的重要组成部分，各支路流量分布是否均匀将直接影响柔直换流阀的可靠运行。
此处基于一维流体仿真软件Flowmastei•对柔直换流阀塔主进出水管分布进行研宄，并与试验结果进行对比，验证了仿真计算的准确性，并为柔直换流阀冷却水路设计提供一种设计验证依据。
关键词：柔性直流换流阀；冷却水路；流量中图分类号：U173.4 文献标识码：A 文章编号：1000-100X(2021)05-0008-03Simulation Research on Water Path of Flexible Direct CurrentConverter Valve Based on FlowmasterLUO Wen-xia,SUN Xiao-ping,ZHANG Yan-mei,LO U Yan-tao(X iy an XD Power System Co., Ltd. y XV an710065, China)Abstract ： Cooling water circuit is an important part of the flexible direct current converter valve, whether the flow distribution of each branch is uniform will directly affect the reliable operation of the flexible direct current converter valve.Based on one-dimensional fluid simulation software Flowmaster, the distribution of the main inlet and outlet pipe of the flexible direct current converter valve is studied and compared with the experimental results.The accuracy of the simulation is verified and a design verification basis for the design of the cooling water circuit of the flexible direct current converter valve is provided.Keywords ： flexible direct current converter valve；cooling water circuit；flowFoundation Project ： Supported by Guangdong Key R & D Plan (No.2019B111109001)l引言柔直输电技术是一种以全控型电力电子器 件、电压源换流器和脉宽调制技术为基础的新型 直流输电技术'柔直输电换流阀作为柔直输电的核心设备，其安全运行尤为重要。
柔性直流输电工程技术的研究与应用
３ 结 论 与 展 望
随 着 社 会 的 发 展 ， 全 球 应 对 气 候 变 化 的 要 求 及 能 源 供 给 安 全 形 式 日趋 严 峻 ， 迫 切 需 要 构 建 更 为 智 能 、清 洁 、高效 、可 靠 的输 电网 络 ， 因 此 柔 性 直 流 电技 术 也 成 了 世 界 各 国 电力 行 业
孤 岛供电、城市供 电、智能 电网互联等领域 。 用 于风电、太阳能等功率输 出波动较大的可再 生 能 源接 入 ， 可 以缓 解 功 率 波 动 引 起 的 电压 波
动 ， 改善 电 能 质 量 。 用 于 海 岛 、 海 上 钻 井 平 台 供 电 时 ， 可 以 充 分 发 挥 柔 性 直 流 系 统 自换 相 的 技 术 优 势 ， 大 幅减 少 投 资 及 运 行 费 用 。用 于 向
术和建设快速发展的阶段 ，随着装机容量的需
求不断提升 ，某些领域逐步取代传统直流和交 流输 电系统是大势所趋。
世 界范 围内的柔性直流输 电应用将会获得更为
深 远 广 阔 的发 展 。未 来 的十 年 将 是 直 流 电网 技
而模 块化多 电平柔性直流输 电系统则一般采用 交流侧接 地的方式 。这些接点方式都是单极对
称系 统， 正 常 情 况 下 不 需要 单 独 设 置 专 门接 地 ， 但 当直 流 线 路 或 换 流 器 发 生 故 障 后 ，整 个 系 统 将 无 法 运 行 。在 相 同 系 统 参 数 下 ，单 极 不 对 称 系 统 换 流 阀所 耐 受 电压 水 平 是 单 极 对 称 系 统 的
自上世纪 ８ Ｏ年 代 柔 性 直 流 输 电技 术 概 念
性 、选 择 性 、灵 敏 性 、快 速 性 、 可控 性 、 安 全
柔性直流输电换流阀型式试验补能电源研究
2020年第1期 37柔性直流输电换流阀型式试验补能电源研究熊银武1 钟昆禹1 王 林1 姬奎江1 王国强2（1. 南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州 兴义 562400； 2. 荣信汇科电气技术有限责任公司，辽宁 鞍山 114051）摘要 本文针对柔性直流输电换流阀型式试验补能电源开展研究，根据现有柔性直流输电工程功率模块可能的电压运行等级，对柔直阀段对拖运行试验回路的3种补能电源拓扑的谐波特性进行仿真。
仿真结果表明，采用12脉波晶闸管整流桥拓扑主要含有11次谐波，所需滤波装置容量较小，可不配置滤波器，设备总体性价比较高，适合作为阀段型式试验的补能电源。
关键词：柔性直流输电；型式试验；补能电源；谐波Research on power supply for type test of voltage source converter basedhigh voltage direct current transmission converterXiong Yinwu 1 Zhong Kunyu 1 Wang Lin 1 Ji Kuijiang 1 Wang Guoqiang 2(1. Southern Power Grid Co., Ltd, Tianshengqiao Bureau of EHV Transmission Company,Xingyi, Guizhou 562400;2. Rongxin Huiko Electric Technology Co., Ltd, Anshan, Liaoning 114051)Abstract Research on the type test of power supply for voltage source converter based high voltage direct current transmission (VSC-HVDC) converter valve. According to the possible operation voltage of power module in VSC-HVDC engineering, the harmonic characteristics of the three topologies of power supply for converter valve section running test are analyzed by simulation. The simulation results show that the topology of 12-pulse thyristor rectifier bridge mainly contains 11th harmonics. Small filter capacity is required, and there is no need to configure the filter separately. The overall cost performance is satisfactory, and it is suitable for power supply of the valve type test.Keywords ：voltage source converter based high voltage direct current transmission (VSC-HVDC); type test; power supply; harmonic基于模块化多电平变流器（modular multilevel converter, MMC ）的柔性直流输电（voltage source converter based high voltage direct current transmi- ssion, VSC-HVDC ）技术已在实际工程中广泛应用。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
基于MMC的柔性直流输电换流阀型式试验方案_侯婷
考核换流阀应从运行和绝缘 2 方面考核阀的设 计，因此型 式 试 验 可 以 分 为 运 行 试 验 和 绝 缘 试 验 两 大类［12］。 4. 1 运行试验
运行试验的目的是检验阀及相关电路，在运行状 态中最严重的重复作用条件下通态、开通和关断状态 时，对于电流、电压和温度的作用是否合适，同时证明 阀电子电路 和 阀 主 回 路 之 间 相 互 作 用 的 正 确 性［13］。 具体试验项目及要求如下。 4. 1. 1 最小直流电压试验
南澳柔性直流输电工程是世界上第 1 个多端柔 性直流输电工程，于 2013 年 12 月 25 日正式投产。 一期为 三 端 直 流 输 电 系 统，远 期 为 四 端 直 流 输 电 系统。
62 http： / / www ． cepc． com． cn
第 35 卷第 12 期
侯婷，等： 基于 MMC 的柔性直流输电换流阀型式试验方案
同样地，桥臂电流也是由直流分量和交流分量叠 加而成的复合变量，如图 3 所示，iq 为下桥臂电流，其 中直流 分 量 iq_dc 为 直 流 极 线 电 流 的 1 /3，交 流 分 量 iq_ac为交流输出电流的 1 /2。
2 南澳柔性直流输电工程基本参数
图 3 MMC 桥臂电流 Fig. 3 Bridge-arm current of MMC
目前一期在南澳岛上建设 2 个送端换流站（ 金牛站和 青澳站） ，在澄海区塑城站近区建设 1 个受端换流站 （ 塑城站） ，工程具体参数如表 1 所示。
表 1 南澳柔性直流输电工程基本参数 Table 1 Basic parameters of Nan'ao flexible DC
transmission project
基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统设计
行 模 拟 ，以 期 验 证 换 流 阀 设 计 是 否 符 合 要 求 。首先 介绍了基于M M C 的柔性直流输电换流阀试验系 统的主回路和控制系统设计，并针对某集团研制 的换流阀组件进行了测试，验证了试验系统的正 确性和实用性。
2 MMC换流阀及其运行特性 2.1 M M C 换流阀基本结构
图 la为 M M C 型直流输电拓扑，换流器的各 桥 臂 由 图 lb 所示的子模块串联构成。
此处设计了一种基于M M C 的柔性直流输电 换 流 阀 试 验 系 统 。该 试 验 系 统 采 用 等 效 试 验 方 法 ， 对换流阀在稳态和暂态运行工况下的主要应力进
25
第 55卷第6 期 2021年 6 月
电力电子技术 Power Electronics
Vol.55, No.6 June 2021
式 中 ：/2f为 2 次 谐 波 环 流 幅 值 ; 为 其 初 相 角 。
3 试验应力
换 流 阀 承 受 过 应 力 是 其 失 效 的 根 本 原 因 ，分 析换流阀不同工况下的应力是研宄换流阀等效试 验方法及开发试验电路的基础。换流阀失效主要 发生在运行工况下，因此此处仅关注换流阀在稳 态和暂态运行工况下的应力。 3.1 稳态应力
LIU Jing-yi1,2, D O N G Chao-yang1,2, JI Pan-pan1,2, Y A N G Feng-yuan1,2
( l . X J Electric L td., X uchang 461000, China) Abstract：The converter valve is core module to complete power conversion in the flexible high-voltage DC transmis sion project.Its operational reliability is directly related to the stability of the entire direct current (DC) transmission sys tem. Therefore, the converter valve needs to be strictly type tested.The operation test is an important part of the type test,which mainly detects the resistance of the converter valve to current, voltage and temperature stress.According to the actual engineering operating conditions of the modular multi-level converter (MMC) voltage source converter valve, an equivalent test method is adopted to design a MMC-based flexible DC transmission converter valve test system,which can realize the steady-state operating condition of the converter valve simulate with transient working conditions, and then realize the inspection of the on,off and related current characteristics of the converter valve.The main circuit de sign and control system design of the MMC-based flexible DC transmission converter valve test system are introduced in detail, and the actual engineering converter valve is assembly taken as the test object to verify the correctness and practicability of the designed MMC-based flexible DC transmission converter valve test system. Keywords ： flexible direct current transmission ；converter valve；modular multi-level converter Foundation Project ：Supported by Major Science and Technology Projects in Henan Province( No. 191110210900)
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展摘要：柔性直流输电作为新一代直流输电技术，在世界范围内已经得到广泛发展和应用。
文中针对柔性直流输电在工程技术、工程应用与未来发展３个方面分别进行了总结和分析。
针对柔性直流输电系统主接线、换流器拓扑结构、控制和保护技术、柔性直流电缆、换流阀试验等多方面进行了全面的技术分析，并指出其技术难点以及未来发展的目标和方向。
介绍了国内外柔性直流输电工程应用领域及现状，并结合未来电网发展特点及需求，分析了柔性直流输电工程应用的趋势，表明了柔性直流输电技术对促进未来电网的发展具有极其重要的作用。
关键词：柔性直流输电；两电平换流器；模块化多电平换流器；直流电网前言：早期的柔性直流输电都是采用两电平或三电平换流器技术，但是一直存在谐波含量高、开关损耗大等缺陷。
随着工程对于电压等级和容量需求的不断提升，这些缺陷体现得越来越明显，成为两电平或三电平技术本身难以逾越的瓶颈。
因此，未来两电平或三电平技术将会主要用于较小功率传输或一些特殊应用场合该技术的出现，提升了柔性直流输电工程的运行效益，极大地促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。
本文从工程技术、工程应用与未来发展３个层面出发，首先分析了柔性直流输电工程现阶段技术发展所面临的挑战，未来相关技术的发展方向及预期的技术目标；然后总结了世界柔性直流输电工程的发展和应用情况，介绍了国外和国内典型柔性直流输电工程，指出其技术和应用上的特点；最后分析了未来国内外在柔性直流输电工程应用领域可能的发展趋势和前景。
一，柔性直流输电工程技术（一）柔性直流输电系统主接线采用两电平、三电平换流器的柔性直流输电系统一般采用在直流侧中性点接地的方式，而模块化多电平柔性直流输电系统则一般采用交流侧接地的方式。
无论是采用直流侧中性点接地的两电平、三电平换流器还是采用交流侧接地的模块化多电平换流器的柔性直流输电系统均为单极对称系统。
正常运行时接地点不会有工作电流流过，不需要设置专门的接地极，而当直流线路或换流器发生故障后，整个系统将不能继续运行。
20171014关于柔性直流输电工程技术的探究
柔性直流输电技术探究柔性直流输电技术（VSC-HVDC）是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型输电技术，广泛应用于可再生能源的接入、孤岛供电、城市供电、电网互联等领域。
一、换流技术分类已有的柔性直流输电工程采用的VSC主要有三种：两电平换流器、三电平换流器以及模块化多电平换流器。
1.两电平换流器两电平拓扑结构：有六个桥臂，每个桥臂由IGBT和反向并联的二极管组成，其单个桥臂结构及输出波形如图1所示，波形输出值有正负U/2两种。
图1：两电平SVC单相波形2.钳位型三电平换流器三电平换流器可以输出+U/2、-U/2、0三种，拓扑结构以及单相输出波形如图2、3。
图2：钳位型三电平拓扑结构图3：三电平VSC单相波形前两种都是采用PWM来逼近正弦波形，但存在着谐波含量高，开关损耗大等缺陷。
3.模块化多电平换流器模块化多电平换流器（MMC）桥臂是由子模块（SM）级联的方式组成，每个桥臂由N个子模块和一个串联电抗器组成如图4所示。
图4：MMC结构图其中子模块一般采用半个H桥结构，如图5所示，其有三种工作状态，六种工作模式。
图5：H桥结构其中Uc为子模块的电容电压，usm、ism为子模块输出的电压电流。
模块化多电平换流器采用的是阶梯波的方式来逼近正弦波，当桥臂中的子模块超过一定数量时，换流器输出波形为近似正弦的阶梯波，如图6所示，无需安装过滤装置。
图6：模块化多电平输出单相波形与两电平、三电平换流器相比，模块化多电平换流器有着如下的优点：1.模块化设计，便于电压等级以及容量提升2.器件开关频率显著降低，减少了开关损耗3.输出的电压谐波含量大大减少，交流侧无需安装滤波装置二、柔性直流输电系统的主接线方式典型的直流输电系统有如下三种：对称单极系统、不对称单极系统、对称双极系统，单极对称系统正常运行时不会有工作电流流经接地点，不需要设置专门的接地极，当直流线路发生故障时，整个系统将不能运行；通过大地或者金属线还可以构成不对称结构，其换流阀所受电压为单极对称的两倍；将两个单极对称系统串联构成双极对称系统。
柔性直流输电技术研究分析_朱劲松
1现状与展望柔性直流输电技术研究分析基金项目：国家自然科学基金项目(51177073)作者简介：朱劲松(1988- )，男，硕士，主要从事电网规划工作。
摘 要：介绍了柔性直流输电的技术原理和控制策略，指出当前控制方法研究成果中存在的问题，比较了柔性直流输电技术几种发展方向的研究现状，分析了基于模块化多电平换流器的输电方式，根据目前国内外柔性直流输电示范工程，说明了柔性直流输电技术在新能源、城市电网和智能电网中的应用前景。
关键词：柔性直流输电；电压源换流器；控制策略；模块化多电平；智能电网中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2014)01-0001-06朱劲松(泰州供电公司，江苏 泰州 225300)ZHU Jing-song（Taizhou Power Supply Company, Taizhou 225300, China ）Abstract: Introduction was made to technical principle and control strategy of flexible DC transmission, existing problems in pres-ent control method study result pointed out. This paper compared several development directions of present study situations of flex-ible transmission technology and analyzed the transmission method based on modular multilevel converter. According to the present flexible DC transmission model both at home and abroad, description was made to the application prospect of flexible DC transmis-sion technology in new energy, city grid and smart grid. Key words: fl exible DC transmission; voltage source converter; control strategy; modular multilevel converter; smart gridAnalysis and Study of Flexible DC Transmission Technology0 引言柔性直流输电技术，是采用电压源换流器(VSC)和脉宽调制技术(PWM)的直流输电技术，在我国“轻型直流输电系统关键技术研究框架研讨会”中，将此技术统一命名为“柔性直流输电”(VSC-HVDC)。
柔性直流输电技术及其应用研究
柔性直流输电技术及其应用研究摘要：随着科学技术的不断发展，柔性直流输电技术应运而生，并被电力企业看好，也在发达国家和一些发展中国家被采用。
为现代大量分布式新能源接入电网引起的潮流变化和电能损耗问题而发生的波动的解决，提供了重要方法和技术手段，确保电网安全可靠、节能经济的稳定运行。
在工程实践应用中，合理采取积极有效的FACTS柔性交流输电技术和设备装置，可以大大改善电网系统的供电和用电质量水平，在智能电网中发挥非常良好的应用效果。
关键词：电网；FACTS；柔性交流输电技术一、柔性输电技术和常规输电技术的对比1.1换流阀所用器件的对比常规直流输电技术主要采用大功率晶闸管。
晶闸管全称为晶体闸流管，能够在高电压和大电流的环境下工作，它属于一种开关元件，具有通过小电流控制大电流的功能，而且体积较小，便于安装，开关迅速且能耗较低。
其用途也十分广泛，涉及无触点开关、可控整流、逆变、调光、调压、调速等许多方面。
但是该元件也存在一定的不足，大功率晶闸管属于非可控关断器件，即在常规直流输电系统中，晶闸管换流阀只能开通无法进行关断操作。
如需关断，就需要交流母线的电压过零，使阀电流减小至阀的维持电流以下才可以进行关断操作。
柔性直流输电技术需进一步完善，换流阀采用IGBT阀。
IGBT阀也是开关的一种，属于可自关断的全控器件，通过栅源极电压控制它的开通或关断。
当栅源极电压达到+12V时，也就是大于6V，一般在12~15V之间时IGBT就可以开通，当栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT就可以关断，加负压的主要目的是为了增强关断的可靠性。
这种操作也可以理解为根据门极的控制脉冲进行器件开通或关断，该过程不需要电流的介入。
1.2换流阀的对比常规直流输电系统中换流阀所用的器件是大功率晶闸管和饱和电抗器。
大功率晶闸管具有能够在高电压和大电流的环境下工作的特点；饱和电抗器属于无功补偿器，主要应用于对电压大幅偏移进行控制、环节电压闪变问题、在直流输电的终端进行无功补偿。
柔性直流换流站IGBT换流阀控制、监视及保护系统设计
经过模块 柜 的打包 、 装车、 运输 、 卸车、 柜 体 就 位 及 安 装 等 环
能 一 源
箝
装置， 需 具 备 支 撑 固定 机 柜 的 底 座 。 机柜安装 、 接 线 完 成 后 应 安 装 具 有 辅 助 固定 及 保 护 机 柜 的辅 助 框 架 ． 防 止 运 输 及 安 装 过 程 中 对 机 柜 的损 伤 ． 辅 助 框 架 应 在 设 备 就 位 后 拆 除
节 。可根据各模 块化二次设 备柜 的尺寸 、 重量采用 运输 卡车
及 叉 车 搬 运 两 种 方 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
５ 结 语
二次 设备 模块化 设计 是智 能变 电站模块 化 建设 的发展 趋 势 。智 能 变 电 站 采 用 模 块 化 二 次 设 备 ． 各 模 块 服 务 对 象 清
（ ２ ） 模块化二次组合设备尺寸 模块化 二次组合设备 整体
４ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ元件 监视 系统
换 流阀控 制保护 系统 中 的 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ元 件 监 视 系 统 ． 也 称 为
其工作 寿命 曲线 ， 通过分 析预判故 障 ． 实现故 障预 警 ． 指 导运
行检修人 员对 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ及 子 模 块 进 行 维 护 与 检 修
阀监视 系统 （ Ｖ ａ ｌ ｖ ｅ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ， 简称 为 Ｖ Ｍ） ， 其工 作特 点是信 息 的产生 和传 递方 向都 是单行 向上 的 换流 阀监 视系统 主要 功
组 装 完 成 后 的外 形 尺 寸 （ 含运输外包装保 护 附件 ） 宽度、 高 度
拉一 ｌ ｖ 应 不超过 ２ ５ ０ ０ ａｍ、 ｒ ３ １ ３ ３ ｍｍ，便 于 流 通 和 周 转 ， 内部 净 长 度
高压大容量柔性直流输电工程换流阀质量管控方法
聚 焦图1 柔性直流输电工程换流阀柔性直流换流阀质量管控难点由于基本开关器件、控制策略、运行方式等不同，柔基金项目：国家电网公司科技项目（5200-201956109A-图2 柔性直流换流阀子模块一次系统架构图3 柔性直流换流阀子模块二次板卡能构架、保护配置原则、监视与录波要求以及接口通信方案，解决以往各厂家软硬件配置、保护配置原则的差异；细化故障和保护动作上报信息类型划分，针对各厂家设计的差异性，统一接口、名称和保护选取原则。
（3）统一柔性直流换流阀监视功能与接口设计方案。
明确了极控、阀控、子模块录波的录波信号范围、文件格式、采样频率、录波时长与启动方式，方便运行维护与故障分析。
制定了阀控和子模块之间接口规范，统一了阀控下发、子模块上送的信息范围、信号传递形式、编码格式、配合逻辑等要求。
增加了子模块对不同故障的回报信息，便于故障分析。
增加了子模块录波信息、接口要求和启动条件，实现故障录波和报文的标准化。
2.2 原材料组部件质量管控重点检查IGBT器件、晶闸管器件、直流电容、功能聚 焦技术工艺图5 块体180°翻身后组装、焊接顺序示意图（1）焊接顺序：焊接完成风嘴底板与风嘴上斜板的内侧角焊缝（图5所示L）；焊接完成直腹板与风嘴底板的熔透角焊缝（图5所示M）；焊接风嘴隔板与风嘴底板的角焊5所示N）；完成加劲板的焊接（图5所示O）风嘴顶板与风嘴上斜板的剩余焊接量（图5所示P）完成吊耳板与风嘴底板的角焊缝（图5所示Q）；焊接完成吊耳板与风嘴顶板的角焊缝（图5所示R）。
（2）组装顺序：安装吊耳加劲板（图5所示件10）（3）焊接顺序：完成吊耳加劲板的焊接（图5所示（4）测量：检查顶板自由边X4处的直线度≤3mm；检查顶板X5处的直线度≤3mm及标高，结合处标高检测数据检验顶板是否满足2%横坡的要求吊耳板中心与直腹板中心处顶板之间的水平距离；检查吊耳板中心与直腹板中心处顶板之间的垂直距离；检查吊耳中心距基准端纵向距离±2mm；检查端口对角线±2mm。
特变电工成功研制出世界首个特高压柔性直流换流阀
闻
特 变 电工 成 功 研 制 出世 界 首个特高压柔性直流换流 阀
我 国大型 能源 装备制造企业特 变电工 。近 日成功研制出世界首
个特高压 柔性直流输 电换 流阀，标志着特 变电工在国际 上首 次将柔 性直 流技 术 ，从现 有 的最高 等级 ４ ， － ３ ５ ０ ｋ Ｖ提 高 到 ±８ ０ ０ ｋ Ｖ特 高压 等级 ．送 电容量 从现 有的最高 １ ０ Ｏ万 ｋ Ｗ 等级提 升至 ５ ０ ０万 ｋ Ｗ， 开启了直流输电的新时代。 该产 品日前通过 中国电力科学研究院查新确认 为世界首个换流 阀。换流 阀是 柔性直流输 电的心脏 ，是直流 电和交流 电相 互转换的
仅能依靠 与火电打捆外送或 近距离消纳 的瓶 颈问题 ，将 有效推动新
能源电力大规模使用 。
电机及水业系统节能潜力 巨大
６月 ７日，来 自中国和丹 麦政府、学术及企 业界的全球能效领 域 “ 大咖”齐聚 第八届清洁能源 部长 级会议 ，在 “ 推动节能之未来 ： 结合 国际能源署 的观点—— 电机 能效领域相 关政 策动态 ，分享最 新理念 、成果 及最
在中国宏观经济研 究院副院长王 昌林看来 ， 推动清洁生产 、 能源转 型必须要加强科技创新 ，要将 清洁生产、绿色生产和消 费技术 作为中国科技创新 的一个 重要方向。比如 ，光伏、风电
怎样 进一步降低成本？清洁生产 和绿色制造如何推进７这需要
我们加 大投入 。特别要完善科技 创新研 发的合作 、政策、体制 、 标准等方面 的问题 。 改变在全球 开始蔓延 ，进行能源 转型的经济理 由比任何时 候都更 为充分 。目前 ， 美 国加州 ８ ０ ％ 的发电来自于可再生能源； ５月底 ．英 国 光伏 发 电达 ８ － ７ ５ ＧＷ。 占英 国发 电量 的 ２ ４ ％；
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柔性直流换流阀在线监测技术研究
发表时间：2018-08-17T10:05:46.513Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：卓智伟[导读] 摘要：柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术。
换流阀是柔性直流换流站中的核心设备。
换流阀设备一旦出现故障，不仅会导致直流输电的停运，甚至引发重大的安全事故。
本文针对厦门柔性直流换流站的换流阀讨论了针对子模块的在线监测技术。
（福建省电力有限公司检修分公司福建厦门 361000）摘要：柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术。
换流阀是柔性直流换流站中的核心设备。
换流阀设备一旦出现故障，不仅会导致直流输电的停运，甚至引发重大的安全事故。
本文针对厦门柔性直流换流站的换流阀讨论了针对子模块的在线监测技术。
引言
柔性直流输电是继交流输电、常规直流输电之后的新一代输电技术，在控制传输电能的同时可独立调节无功功率。
柔性直流输电不存在换相失败问题，无需配置滤波及无功补偿设备，易于构建多端直流网络，具备黑启动能力。
可以解决目前交直流输电面临的诸多技术瓶颈，可以改善风电接入性能，大大提高低电压穿越能力和系统稳定性，是远距离海上风电并网的唯一技术手段。
该技术的出现，为新能源发电并网、大型城市中心负荷供电、孤岛供电、多端直流联网提供了一个崭新的解决方案，是构建智能电网的重要技术手段。
换流阀是柔性直流换流站中的核心设备。
换流阀设备一旦出现故障，不仅会导致直流输电的停运，甚至引发重大的安全事故。
引发换流阀设备出现故障有很多原因，在线监测技术能够及时发现并排除设备的安全隐患。
因此，开展柔性直流输电换流阀在线监测技术研究，能够大大提高换流阀运行的安全可靠性，降低各种安全事故的风险。
电力电子器件的结温严重影响着其工作可靠性，结温过高与结温波动过大都会对电力电子器件的性能造成影响，因此，获取电力电子器件的结温对其优化设计、可靠性分析、寿命预测等具有重要作用。
对于金属化薄膜电容器，随着电容器的老化，容值会逐渐的衰减，造成子模块电压波动变大，甚至影响系统稳定运行。
因此必须对电容进行容值的监测。
1、IGBT结温监测技术
1.1光纤测温原理
光纤光栅是利用掺有锗离子的光纤纤芯材料的光敏性，通过紫外激光将入射光的相干光场曝光到光纤的纤芯之中，使原本沿光纤纤芯轴向均匀分布的折射率发生永久性的周期性变化，此形成的一种光学结构被称为光纤光栅。
光纤光栅具有高的反射特性、选频特性和色散特性，波长移动响应快，线性输出动态范围宽，能够实现被测参量的绝对测量，不受发光强度影响，对于背景光干扰不敏感、小巧紧凑、易于埋入材料内部，并能直接与光纤系统耦合。
光纤光栅的反射波长与光栅周期及纤芯有效折射率有关，由于光纤Bragg 光栅（FBG）对外界环境敏感，当光纤光栅外部环境温度发生变化时，会产生热光效应和热膨胀效应，分别影响光纤光栅纤芯的有效折射率和栅格常数，导致FBG 的反射波长发生偏移，通过对反射波长偏移量的测定，可以间接测量外界物理量的变化。
因此，基于光纤光栅的传感过程是通过外界参量对光纤光栅反射波长的调制来获得传感信息。
下图是光纤光栅的工作原理图。
因此IGBT结温可使用光纤测温法测出。
1.2 IGBT 参数法测温原理
IGBT本质上是一个由MOSFET驱动的BJT管，因此结构与MOSFET十分相似，差别仅在于它是P+衬底，而MOSFET是N+衬底。
IGBT的饱和压降为在门极电压驱动下IGBT工作于饱和区时，IGBT集电极（C）与发射极（E）之间的电压。
由IGBT的内部结构可知，IGBT的正向饱和压降由两部分组成，即二极管压降和MOS沟道压降。
二极管的压降呈现负温度系数的电阻特性，而MOS沟道电阻随温度的升高而增大，因此沟道压降随温度的升高而升高。
这使得IGBT的正向压降在不同的正向电流下呈现不同的温度特性。
当电流较小时，沟道压降影响较小，IGBT的正向伏安特性与二极管相似，具有负温度系数，而当电流较大时，沟道压降起主要作用，IGBT的正向压降具有正温度系数。
实验测量结果证实在热稳态和热瞬态过程中，IGBT的正向饱和压降与温度的关系只与芯片内部结构和集电极电流有关，与封装结构等无关。
故IGBT结温也可由测量IGBT运行过程中的电压及电流参数推算得出。
2、电容监测原理
由于子模块电容容值C 满足式2.1：
子模块电压U 可通过中控板监测得到，桥臂电流I 可通过光CT 合并电流单元得到。
故子模块电容值可以通过采集子模块电压及电流数据推算得到。
结语
开展柔性直流输电换流阀在线监测技术研究，能够提高换流阀运行的安全可靠性，是对目前柔性直流换流阀子模块状态监测的一个重要补充，对后续柔性直流输电工程具有重要的参考意义。
参考文献：
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[2]许树楷，梁允源，郭自勇.中海油文昌柔性直流输电系统现场试验［J］．南方电网技术，2011，5（4）：1－4．。