[發明專利]一種基于三電平電壓源換流器的HVDC兼UPFC系統

有效

• 申請號: 201210267166.0
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102983586A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王軒;吳倩;閆殳裔;王宇紅;喻勁松;何維國
• 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

1.一種基于三電平電壓源換流器的HVDC兼UPFC系統，包括換流裝置(1、2、11)、接地電路(3、12)、開關(4)和直流輸電線(13)；所述換流裝置(1)包括變壓器(7)和換流器(6)；其特征在于，

所述變壓器(7)原邊并聯接入電網且接地，所述變壓器(7)副邊與所述換流器(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)之間并聯接地電容(12)；所述開關(4)與所述換流裝置(2)并聯。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(1)包括啟動電路(5)；所述啟動電路(5)串聯在所述變壓器(7)副邊和所述換流器(6)之間。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(11)包括換流器(15)；所述換流器(15)串聯在電網和所述接地電路(12)之間。

4.如權利要求3任一所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(11)包括啟動電路(14)，串聯在所述電網和所述換流器(15)之間。

5.如權利要求3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且接地，其副邊與所述啟動電路(14)連接。

6.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)和換流器(9)；所述變壓器(10)原邊串聯串聯在所述電網和負載之間，所述變壓器(10)副邊與所述換流器(6)串聯。

7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述換流裝置(2)包括啟動電路(8)，所述啟動電路(8)串聯在所述變壓器(10)和所述換流器(9)之間。

8.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，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。

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

10.如權利要求1-7任一所述的系統，其特征在于，所述換流器(6、9、15)包括三相換流裝置、濾波電感、鉗位二極管、支撐電容；每相換流裝置由上橋臂和下橋臂串聯而成；所述每相換流裝置中點處經過交流濾波電感與啟動電路串聯；所述三相換流裝置并聯，形成正負母線；

所述鉗位二極管包括上橋臂鉗位二極管和下橋臂鉗位二極管；所述每相換流裝置中，所述上橋臂中點與上橋臂鉗位二極管陰極連接，下橋臂中點與下橋臂鉗位二極管陽極連接，上橋臂鉗位二極管陽極與下橋臂鉗位二極管陰極串聯；

兩個所述支撐電容串聯后，并聯在正負母線之間，串聯的兩個電容的中點與每相串聯的鉗位二極管的中點相連。

11.如權利要求10所述的系統，其特征在于，所述上橋臂和所述下橋臂均包括至少兩個級聯的IGBT模塊；所述IGBT模塊包括反并聯的IGBT和二極管。

12.如權利要求1-7所述的系統，其特征在于，所述換流器(6、9、15)均采用三電平拓撲結構。

13.如權利要求2、4、5、7或10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。

14.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述柔性直流輸電HVDC采用兩端形式或多端形式；所述統一潮流控制器UPFC采用兩端或多端形式；所述HVDC兼UPFC系統中，HVDC的正負母線與UPFC的正負母線相連。