[發明專利]一種改變子模塊輸出電壓極性電路

在審

• 申請號: 201710464638.4
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109149980A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 趙成勇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種改變子模塊輸出電壓極性電路，屬于中壓、高壓、特高壓直流輸電技術領域和大功率電力電子技術領域。該子模塊極性改變電路將一組串聯連接的單極性子模塊，作為全控橋式電路的直流側電源，通過全控橋式電路的快速控制，改變該組單極性子模塊的輸出電壓極性,使單極性子模塊具備正、負極性電壓輸出能力。

技術領域

本發明涉及一種改變子模塊輸出電壓極性電路，屬于大功率電力電子技術領域和直流輸電領域。

背景技術

模塊化多電平換流器由于諸多優點，得到了越來越多的應用，已廣泛應用在中壓、高壓、特高壓柔性直流輸電領域和其他大功率電力電子技術領域。

組成模塊化多電平換流器的子模塊有多種結構，如半橋子模塊，全橋子模塊等，其中基于半橋子模塊結構的換流器結構最為簡單，電力電子器件的利用率最高，最為經濟，因而基于半橋子模塊拓撲的模塊化多電平換流器得到了廣泛的應用。但半橋子模塊拓撲在換流器直流側發生故障時，交流和直流之間存在不可控通路，因而沒有直流故障自清除能力，這一缺點使得半橋子模塊拓撲不能直接應用在更為廣泛的場合，比如在架空線路、多端直流輸電系統和直流電網等場合應用。具備正極性、負極性輸出能力子模塊，如全橋子模塊，因而換流器正常運行和故障期間，可以輸出正、負電平，具備更多的控制特性和能力，因此應用場景更為廣泛，比如在架空線路直流輸電、多端直流輸電系統、直流電網和其他大功率電力電子應用場合。

上述缺點的本質原因是半橋子模塊只能輸出單極性電平，沒有負極性輸出能力。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種改變子模塊輸出電壓極性電路。

本發明的目的在于使一組串聯連接的單極性子模塊，具備快速負極性電平輸出能力，使單極性子模塊具備更為廣泛的應用場景。

本發明所采用的技術方案是：將一組串聯連接的單極性子模塊，作為全控橋式電路的直流側電源，通過全控橋式電路的快速控制，改變該組單極性子模塊的輸出電壓極性。

與現有技術相比，本發明具有的優勢為：

1.通過一個全控橋式電路，就可以將一組串聯連接的單極性子模塊，在瞬間具備正、負極性輸出能力，從外部特性表現上具備全橋子模塊特性。

2. 一組單極性子模塊具備正、負極性輸出能力，僅僅需要一個全控橋式電路，相比一組全橋子模塊，可以節省大量電力電子器件，經濟性顯著。尤其是串聯連接的單極性子模塊數目很多時，比如在柔性直流輸電和高電壓等級柔性交流輸電中，通常需要幾百個單極性子模塊串聯運行，此種場景的應用經濟性尤其突出。

附圖說明

圖1示出了一種改變子模塊輸出電壓極性的電路。

具體實施方式

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

圖1的操作原理是，通過控制系統使全控橋式電路中全控電力電子器件T₁和T₄開通，全控橋式電路輸出0電位或一組正極性多電平電位，具體電平數由該組單極性子模塊決定。當換流器需要該組單極性子模塊輸出一組負極性多電平電位時，通過控制系統該組單極性子模塊輸出0電位，然后使通過控制系統使全橋子模塊T₂和T₃開通，同時使全橋子模塊T₁和T₄關斷，此時串聯單極性子模塊組輸出0電位或一組正極性多電平電位，而全控橋式電路輸出0電位或一組負極性多電平電位，具體電平數由該組單極性子模塊決定。

同理，通過全控橋式電路控制系統，也可以使該組單極性子模塊從負極性切換為正極性輸出。

最后應當說明的是：所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。