[發明專利]一種基于模塊化多電平換流器的HVDC兼UPFC系統

有效

• 申請號: 201210267160.3
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103001242A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王軒;趙剛;劉慧文;閆殳裔;宋曉通;劉雋
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;上海市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/797;H02J3/46
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于模塊化多電平換流器的HVDC兼UPFC系統，包括換流裝置(1、2、11)、接地電路(3、12)和直流輸電線(13)；所述換流裝置(1)包括變壓器(7)、啟動電路(5)和換流器(6)；其特征在于，

所述變壓器(7)原邊并聯接入電網，所述變壓器(7)副邊依次與所述啟動電路(5)和所述換流器(6)串聯；所述換流器(6)兩端并聯接地電路(3)后，分成至少兩條支路，支路一為接地電路(3)兩端連接所述換流裝置(2)后與所述電網連接，構成一組統一潮流控制器UPFC；支路二為接地電路(3)兩端通過所述直流輸電線(13)與所述換流裝置(11)連接后與電網連接，構成一組柔性直流輸電HVDC；所述直流輸電線(13)與所述換流裝置(11)之間并聯接地電路(12)。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(11)包括啟動電路(14)和換流器(15)；所述啟動電路(14)串聯在電網和所述換流器(15)之間。

3.如權利要求2任一所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(11)包括變壓器(16)，設置在所述啟動電路(14)和所述電網之間，用于系統電壓與換流器(15)電壓的匹配；所述變壓器(16)原邊與所述電網并聯，其副邊與所述啟動電路(14)連接。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(2)包括變壓器(10)、啟動電路(8)和換流器(9)；所述變壓器(10)原邊串聯在所述電網和負載之間，所述變壓器(10)副邊依次與所述啟動電路(5)和所述換流器(6)串聯。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接地電路(3、12)為接地電容或接地電阻，用于防止電位懸浮，固定系統電位；所述接地電容的中性點接地；所述接地電阻的中性點接地。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電容時，所述換流器(6)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和Q個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端通過電抗器與所述啟動電路(5)連接；另一端與另兩個橋臂的級聯的子模塊一端連接。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電容時，所述換流器(9)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和W個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端通過電抗器與所述啟動電路(8)連接；另一端與另兩個橋臂的級聯的子模塊一端連接。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電容時，所述換流器(15)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和R個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端通過電抗器與所述啟動電路(14)連接；另一端與另兩個橋臂的級聯的子模塊一端連接。

9.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電阻時，所述換流器(6)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和N個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端與所述啟動電路(5)連接，另一端串聯電抗器后與另兩個橋臂的電抗器連接。

10.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電阻時，所述換流器(9)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和M個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端與所述啟動電路(8)連接，另一端串聯電抗器后與另兩個橋臂的電抗器連接。

11.如權利要求1所述的系統，其特征在于，當所述接地電路(3、12)為所述接地電阻時，所述換流器(15)由3相六個橋臂構成，每個橋臂包括1個電抗器和P個結構相同的子模塊；每個橋臂的子模塊級聯后一端與所述啟動電路(14)連接，另一端串聯電抗器后與另兩個橋臂的電抗器連接。

12.如權利要求6-11任一所述的系統，其特征在于，所述子模塊由半橋結構與直流電容并聯構成，所述半橋結構包括兩個串聯的IGBT模塊，每個IGBT模塊包括反并聯的IGBT和二極管；

所述半橋結構中點與IGBT發射極之間并聯子模塊旁路電路；

所述直流電容通過取能電源為子模塊的控制電路提供電源。

13.如權利要求1-11任一所述的系統，其特征在于，所述啟動電路(5、8、14)包括并聯的電阻和開關。