[發明專利]電壓源型換流器、混合直流輸電系統及其啟動方法

在審

• 申請號: 201710939010.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107612400A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 黃潤鴻;朱喆;許樹楷;李巖;鄒常躍;周月賓
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02M7/537
• 分類號: H02M7/537;H02J3/36;H02H7/26
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司11274
• 代理人: 申健

1.一種電壓源型換流器，其特征在于，所述電壓源型換流器包括多個功率子模塊，所述功率子模塊包括第一端、第二端、第一全控型電力電子器件、第二全控型電力電子器件、第三全控型電力電子器件、電容和二極管，其中，

所述第一全控型電力電子器件的柵極、所述第二全控型電力電子器件的柵極、所述第三全控型電力電子器件的柵極分別與控制回路連接；

所述第一全控型電力電子器件的發射極與所述第二全控型電力電子器件的集電極連接，且所述第一全控型電力電子器件的發射極與所述第二全控型電力電子器件的集電極均與所述第三全控型電力電子器件的集電極連接；所述第一全控型電力電子器件的集電極與所述電容的正極連接；所述第二全控型電力電子器件的發射極與所述電容的負極連接；

所述第三全控型電力電子器件的發射極與所述第一端連接；所述第二全控型電力電子器件的發射極與所述第二端連接；

所述二極管的數量為三個，所述第一全控型電力電子器件的集電極和發射極之間、所述第二全控型電力電子器件的集電極和發射極之間、所述第三全控型電力電子器件的集電極和發射極之間均反并聯一個所述二極管。

2.根據權利要求1所述的電壓源型換流器，其特征在于，所述第一全控型電力電子器件、所述第二全控型電力電子器件和所述第三全控型電力電子器件均為絕緣柵雙極晶體管。

3.根據權利要求1所述的電壓源型換流器，其特征在于，所述第一全控型電力電子器件、所述第二全控型電力電子器件和所述第三全控型電力電子器件均為PNP型晶體管或NPN型晶體管。

4.根據權利要求1所述的電壓源型換流器，其特征在于，所述控制回路的供電電源分別與所述電容的正極和負極連接。

5.根據權利要求1所述的電壓源型換流器，其特征在于，所述控制回路的供電電源與連接對應的所述電壓源型換流器的交流電網連接。

6.一種混合直流輸電系統，其特征在于，所述混合直流輸電系統包括電網換相換流器和如權利要求1～5任一所述的電壓源型換流器，所述電網換相換流器和所述電壓源型換流器分別與所述混合直流輸電系統的直流線路連接。

7.一種混合直流輸電系統的啟動方法，其特征在于，控制回路的供電電源分別與電容的正極和負極連接，所述混合直流輸電系統的啟動方法包括：

使電網換相換流器解鎖，電網換相換流器建立直流電壓；

直流電壓經直流線路傳輸至電壓源型換流器的功率子模塊，并給所述功率子模塊的電容充電；

當所述功率子模塊的電容的電壓達到控制回路的供電電源的工作電壓時，所述控制回路工作，所述控制回路控制所述功率子模塊的第一全控型電力電子器件、第二全控型電力電子器件和第三全控型電力電子器件的導通和關斷，對所述電容進行可控充電，使所述電容的電壓達到所述電容的額定電壓，所述電壓源型換流器解鎖，所述混合直流輸電系統啟動。

8.一種混合直流輸電系統的啟動方法，其特征在于，控制回路的供電電源與連接對應的電壓源型換流器的交流電網連接，所述混合直流輸電系統的啟動方法包括：

使電網換相換流器解鎖，電網換相換流器建立直流電壓；直流電壓經直流線路傳輸至電壓源型換流器的功率子模塊，所述控制回路控制所述功率子模塊的第一全控型電力電子器件、第二全控型電力電子器件和第三全控型電力電子器件的導通和關斷，對所述電容進行可控充電，使所述電容的電壓達到所述電容的額定電壓，所述電壓源型換流器解鎖，所述混合直流輸電系統啟動；

或者，

所述電壓源型換流器的功率子模塊利用與該電壓源型換流器連接的交流電網，對所述功率子模塊的電容進行不控充電；當不控充電完成后，所述控制回路控制所述功率子模塊的第一全控型電力電子器件、第二全控型電力電子器件和第三全控型電力電子器件的導通和關斷，所述電壓源型換流器通過定直流電壓控制方式對所述電容進行可控充電；當所述電容的電壓達到所述電容的額定電壓時，所述電網換相換流器解鎖，所述混合直流輸電系統啟動。