电容辅助换相的桥臂电路制造技术

本申请提供电容辅助换相的桥臂电路

【技术实现步骤摘要】
电容辅助换相的桥臂电路、换流器及方法和装置、系统


[0001]本申请涉及高压直流输电
，具体涉及电容辅助换相的桥臂电路
、
换流器及方法和装置
、
系统
。

技术介绍

[0002]高压
、
特高压直流输电容量大，现有技术采用十二脉动电路，每个十二脉动电路有两个三相六桥臂电路串联，每个桥臂采用单个大容量晶闸管串联，由于晶闸管不能控制关断，现有的换流器结构存在换相失败问题
。
同时，换流器运行时需要消耗大量的无功功率
。
[0003]随着接入的高压
、
特高压直流输电系统逐渐增多，已在多个区域电网形成了多馈入直流输电系统，当发生多条直流同时换相失败时，可能对该区域交流电网安全运行构成威胁
。
随着新能源发电占比增高，交流电压支撑能力下降，对直流输电系统的稳定运行和抑制换相失败能力提出更高要求
。
现有的高压直流输电技术很难满足成本和性能的严苛要求
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种电容辅助换相的桥臂电路，包括并联连接的主支路和辅助换相支路，所述主支路包括第一半控阀；所述辅助换相支路包括串联连接的第一电力电子开关
、
第一电容器和第一电感器，所述第一电力电子开关双向通流，单向或双向可控开通，不可控关断
。
[0005]根据一些实施例，所述主支路还包括第一全控阀，所述第一全控阀与所述第一半控阀串联连接，所述第一全控阀两端并联避雷器，所述第一全控阀两端并联连接第二半控阀
。
[0006]根据一些实施例，所述辅助换相支路还包括电阻，所述电阻串联在所述辅助换相支路
。
[0007]根据一些实施例，所述辅助换相支路还包括第二电力电子开关，所述第二电力电子开关串联在所述辅助换相支路，所述第二电力电子开关双向通流，单向可控关断，所述第二电力电子开关两端并联避雷器
。
[0008]根据一些实施例，所述第一半控阀
、
所述第一电力电子开关
、
所述第一电容器两端分别并联避雷器，所述第一电容器包括串联连接的至少一个电容元件
。
[0009]根据一些实施例，所述第一电力电子开关包括至少一个串联连接的子模块，所述子模块包括反并联连接的半控开关
。
[0010]根据一些实施例，所述第一电力电子开关包括至少一个串联连接的子模块，所述子模块包括反并联连接的半控开关和不控开关；所述半控开关包括串联连接的至少一个半控器件，所述半控器件包括晶闸管，所述不控开关包括串联连接的至少一个不控器件，所述不控器件包括二极管
。
[0011]根据一些实施例，所述第二电力电子开关包括至少一个串联连接的子模块，所述
子模块包括反并联连接的全控开关和不控开关；或者反并联连接的全控开关与半控开关；所述全控开关包括串联连接的至少一个全控器件，所述全控器件包括
IGCT、IGBT、GTO、MOSFET
的至少一种
。
[0012]根据一些实施例，所述第一半控阀和所述第二半控阀包括半控开关，所述半控开关包括串联连接的至少一个半控器件，所述半控器件包括晶闸管，所述第一全控阀包括全控开关，所述全控开关包括串联连接的至少一个全控器件，所述全控器件包括
IGCT、IGBT、GTO、MOSFET
的至少一种
。
[0013]本申请实施例还提供一种电容辅助换相的换流器，所述换流器包括三相六桥臂，至少有一个桥臂为如上所述的电容辅助换相的桥臂电路
。
[0014]根据一些实施例，所述换流器的三相六桥臂包括三相上桥臂和三相下桥臂，所述三相上桥臂的第一电容器
、
第一电感器或
/
和第二电力电子开关共用，所述三相下桥臂的第一电容器
、
第一电感器或
/
和第二电力电子开关共用
。
[0015]本申请还提供一种高压直流输电系统，所述高压直流输电系统包括如上所述的电容辅助换相的换流器
。
[0016]本申请还提供一种如上所述的电容辅助换相的换流器的控制方法，包括：控制所述换流器的所述桥臂电路的主支路运行在逆变状态；在所述桥臂电路的主支路导通期间，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关反向导通，所述辅助换相支路的所述第一电容器正向放电；在所述换流器的桥臂电路向另一桥臂换相结束时，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关正向导通，所述辅助换相支路的第一电容器正向充电；当发生故障可能引起所述桥臂电路换相失败时，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关正向导通，所述主支路的电流转移到所述辅助换相支路，实现辅助换相
。
[0017]根据一些实施例，如果所述主支路还包括第一全控阀，所述方法还包括：当发生故障可能引起所述桥臂电路换相失败时，控制所述桥臂电路的主支路的第一全控阀关断
。
[0018]根据一些实施例，如果所述辅助换相支路还包括第二电力电子开关，所述方法还包括：当发生故障可能引起所述桥臂电路换相失败时，所述桥臂电路的主支路关断后或所述桥臂电路的第一电容器的电压达到第一电压阈值时，控制所述第二电力电子开关正向关断，实现了电流从所述桥臂电路所在相转移到另一相；所述第一电压阈值在0至最大的桥臂电路的电压之间取值
。
[0019]本申请实施例还提供一种如上所述的电容辅助换相的换流器的控制装置，包括检测单元和控制单元，所述检测单元用于检测所述电容辅助换相的换流器的运行参数和故障；所述控制单元基于所述电容辅助换相的换流器的运行参数，控制所述换流器的所述桥臂电路的主支路运行在逆变状态；在所述桥臂电路的主支路导通期间，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关反向导通，所述辅助换相支路的所述第一电容器正向放电；在所述桥臂电路向另一桥臂换相结束时，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关正向导通，所述辅助换相支路的第一电容器正向充电；当发生故障可能引起所述桥臂电路换相失败时，控制所述桥臂电路的辅助换相支路的所述第一电力电子开关正向导通，所述主支路的电流转移到所述辅助换相支路，实现辅助换相
。
[0020]本申请实施例提供的技术方案，通过控制桥臂电路辅助换相支路的第一电力电子
开关反向导通提供无功功率，第一电感器和第一电容器放电过程中产生负压，当发生故障可能引起桥臂电路换相失败时，控制第一电力电子开关正向导通，桥臂电路主支路的电流转移至辅助换相支路进行辅助换相，有利于抑制换相失败发生，保证了换流器可靠运行
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电容辅助换相的桥臂电路，包括：主支路，包括第一半控阀；辅助换相支路，与所述主支路并联连接，所述辅助换相支路包括串联连接的第一电力电子开关
、
第一电容器和第一电感器，所述第一电力电子开关双向通流，单向或双向可控开通，不可控关断
。2.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述主支路还包括：第一全控阀，与所述第一半控阀串联连接，所述第一全控阀两端并联避雷器或
/
和第二半控阀
。3.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述辅助换相支路还包括：电阻，串联在所述辅助换相支路
。4.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述辅助换相支路还包括：第二电力电子开关，串联在所述辅助换相支路，所述第二电力电子开关双向通流，单向可控关断，所述第二电力电子开关两端并联避雷器
。5.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述第一半控阀
、
所述第一电力电子开关
、
所述第一电容器两端分别并联避雷器，所述第一电容器包括串联连接的至少一个电容元件
。6.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述第一电力电子开关包括：至少一个串联连接的子模块，所述子模块包括反并联连接的半控开关
。7.
如权利要求1所述的桥臂电路，其中，所述第一电力电子开关包括：至少一个串联连接的子模块，所述子模块包括反并联连接的半控开关和不控开关；所述半控开关包括串联连接的至少一个半控器件，所述半控器件包括晶闸管，所述不控开关包括串联连接的至少一个不控器件，所述不控器件包括二极管
。8.
如权利要求4所述的桥臂电路，其中，所述第二电力电子开关包括：至少一个串联连接的子模块，所述子模块包括反并联连接的全控开关和不控开关；或者反并联连接的全控开关与半控开关；所述全控开关包括串联连接的至少一个全控器件，所述全控器件包括
IGCT、IGBT、GTO、MOSFET
的至少一种
。9.
如权利要求2所述的桥臂电路，其中，所述第一半控阀和所述第二半控阀包括半控开关，所述半控开关包括串联连接的至少一个半控器件，所述半控器件包括晶闸管，所述第一全控阀包括全控开关，所述全控开关包括串联连接的至少一个全控器件，所述全控器件包括
IGCT、IGBT、GTO、MOSFET
的至少一种
。10.
一种电容辅助换相的换流器，所述换流器包括三相六桥臂，至少有一个桥臂为权1至9之任一项所述的电容辅助换相的桥臂电路
。11.
如权利要求
10
所述的换流器，其中，所述换流器的三相六桥臂包括三相上桥臂和三相下桥臂，所述三相上桥臂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢东斌，卢宇，田杰，王永平，邹强，董云龙，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司常州博瑞电力自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：