[發(fā)明專利]用于基于氣體管開關的電壓源高電壓直流輸電系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680047706.0
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107925247A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 佘煦;R.喬哈瓦拉;周銳;張迪;T.J.索默雷爾;J.W.布雷
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/04;H02M7/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 鄭浩,張金金

1.一種基于電壓源變換器的高電壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)，包括：

交流(AC)電源；以及

基于電壓源變換器(VSC)的功率變換器通道，所述功率變換器通道包括：

交流到直流變換器，所述交流到直流變換器包括電連接到所述交流電源的第一三相橋開關電路，所述第一三相橋開關電路包括相對于彼此電串并聯(lián)的多個第一支路，所述多個第一支路中的每個第一支路包括與對應氣體管二極管電反向并聯(lián)的至少一個第一氣體管開關裝置；

直流到交流逆變器，所述直流到交流逆變器包括電連接到所述交流到直流變換器的第二三相橋開關電路，所述第二三相橋開關電路包括相對于彼此電串并聯(lián)的多個第二支路，所述多個第二支路中的每個第二支路包括與對應氣體管二極管電反向并聯(lián)的至少一個氣體管開關裝置；以及

換流電路，所述換流電路以通信方式連接到所述第一三相橋開關電路和所述第二三相橋開關電路中的至少一者的一個或多個氣體管開關裝置，所述換流電路配置成在所述第一三相橋開關電路和所述第二三相橋開關電路中的至少一者的操作周期的第一部分期間“開通”所述一個或多個氣體管開關裝置中的對應一個氣體管開關裝置，并且在所述第一三相橋開關電路和所述第二三相橋開關電路中的所述至少一者的所述操作周期的第二部分期間“關斷”所述一個或多個氣體管開關裝置中的所述對應一個氣體管開關裝置。

2.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中每個所述氣體管開關裝置的額定值設置成大于約100千伏特(kV)。

3.根據(jù)權利要求2所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中每個所述氣體管開關裝置的額定值設置成大于約300千伏特(kV)。

4.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中每個所述氣體管開關裝置包括圍封在腔內的可電離氣體。

5.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中每個所述氣體管開關裝置包括液態(tài)陰極。

6.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中所述HVDC輸電系統(tǒng)包括電并聯(lián)的多個基于VSC的功率變換器通道。

7.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中所述第一三相橋開關電路和所述第二三相橋開關電路中的至少一者包括電串聯(lián)的多個所述氣體管開關裝置。

8.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，還包括延伸在所述交流到直流變換器與所述直流到交流逆變器之間的直流輸電電纜。

9.根據(jù)權利要求1所述的HVDC輸電系統(tǒng)，其中所述換流電路包括：第一換流電路，所述第一換流電路以通信方式僅連接到所述第一三相橋開關電路的一個或多個氣體管開關裝置；以及第二換流電路，所述第二換流電路以通信方式僅連接到所述第二三相橋開關電路的一個或多個氣體管開關裝置。

10.一種使用直流(DC)輸電來輸送電力的方法，所述方法包括：

接收交流(AC)電力；

通過在可選擇的時間按順序開通和關斷多個變換器氣體管開關裝置中的第一氣體管開關裝置和所述多個變換器氣體管開關裝置中的第二氣體管開關裝置，將電流從所述第一氣體管開關裝置輸送到所述第二氣體管開關裝置；

使用輸送的電流產生直流(DC)電流；以及

通過在可選擇的時間按順序開通和關斷多個逆變器氣體管開關裝置來使用所述逆變器氣體管開關裝置產生交流電。

11.根據(jù)權利要求10所述的方法，還包括將基于氣體管的二極管與所述多個氣體管開關裝置中的至少一個氣體管開關裝置電反向并聯(lián)。

12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中將電流從多個變換器氣體管開關裝置中的第一氣體管開關裝置輸送到所述多個變換器氣體管開關裝置中的第二氣體管開關裝置包括使用以通信方式連接到所述多個變換器氣體管開關裝置的換流電路來對所述變換器氣體管開關裝置進行換流。

13.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中使用多個逆變器氣體管開關裝置產生交流電包括通過控制所述多個逆變器氣體管開關裝置的換流來控制所述多個逆變器氣體管開關裝置的無功功率輸出。