[發(fā)明專利]一種級聯(lián)換流閥、直流輸電系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711358313.4
• 申請日: 2017-12-17
• 公開（公告）號: CN107968588B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 向往;楊睿璋;文勁宇;饒宏;許樹楷
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學;南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02M7/49
• 分類號: H02M7/49;H02M1/32;H02J3/36
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

1.一種級聯(lián)換流閥，其特征在于，包括在直流側(cè)串聯(lián)的高壓閥組和低壓閥組，高壓閥組為第一換流器，低壓閥組包括兩個并聯(lián)的第二換流器和第三換流器，第一換流器的交流側(cè)與第三換流器的交流側(cè)通過變壓器并聯(lián)構(gòu)成級聯(lián)換流閥的第一交流端，第二換流器的交流側(cè)構(gòu)成級聯(lián)換流閥的第二交流端。

2.如權(quán)利要求1所述的級聯(lián)換流閥，其特征在于，第三換流器交流側(cè)直接作為級聯(lián)換流閥第三交流端，第三交流端用于同第三交流系統(tǒng)連接。

3.如權(quán)利要求1或2所述的級聯(lián)換流閥，其特征在于，級聯(lián)換流閥中換流器可采用電網(wǎng)換相換流器、半橋模塊化多電平換流器或混合型模塊化多電平換流器。

4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的級聯(lián)換流閥，其特征在于，高壓閥組并聯(lián)有高壓晶閘管，高壓晶閘管用于旁路高壓閥組，低壓閥組兩個支路上串聯(lián)有低壓晶閘管，低壓晶閘管用于旁路低壓閥組中換流器。

5.如權(quán)利要求4所述的級聯(lián)換流閥，其特征在于，通過切換高壓晶閘管和低壓晶閘管的狀態(tài)使得級聯(lián)換流閥工作于交流分層接入模式，背靠背降壓異步運行模式或混合高壓直流輸電模式。

6.一種基于權(quán)利要求1所述的級聯(lián)換流閥的直流輸電系統(tǒng)，其特征在于，包括位于送端的第四換流器和位于受端的級聯(lián)換流閥，第四換流器的直流側(cè)與級聯(lián)換流閥的直流側(cè)并聯(lián)。

7.如權(quán)利要求6所述的直流輸電系統(tǒng)，其特征在于，級聯(lián)換流閥的直流側(cè)與第四換流器的直流側(cè)可采用不對稱正極接線方式，不對稱負極接線方式或雙極性接線方式連接。

8.一種基于權(quán)利要求6所述的直流輸電系統(tǒng)的直流故障控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：判斷直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)是否發(fā)現(xiàn)故障，若是，則進入步驟2，否則進入步驟3；

步驟2：低壓閥組第三換流器中直流控制回路由定直流電壓控制切換為定直流電流控制，從而抑制短路過電流；低壓閥組第二換流器和高壓閥組中第一換流器采用降有功功率控制，實現(xiàn)第一換流器電壓極性反向，第二換流器電壓極性保持不變，使得直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)電壓為零；

步驟3：送端第四換流器采用定直流電壓控制方式，用于以支撐直流系統(tǒng)架空線的高電壓等級；級聯(lián)換流閥中的高壓閥組和低壓閥組中第二換流器采用定有功功率控制，低壓閥組中第三換流器采用定直流電壓控制。

9.一種基于權(quán)利要求6所述的直流輸電系統(tǒng)的交流故障控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：判斷直流輸電系統(tǒng)中級聯(lián)換向閥的第二交流端是否發(fā)現(xiàn)故障，若是，則進入步驟2，否則，進入步驟3；

步驟2：低壓閥組中第二換流器的直流電流控制回路外環(huán)的切換為零功率控制，使第二交流系統(tǒng)與第二換流器之間不再傳輸功率，以避免出現(xiàn)功率不平衡的現(xiàn)象；

步驟3：送端第四換流器采用定直流電壓控制方式，用于以支撐直流系統(tǒng)架空線的高電壓等級；級聯(lián)換流閥中的高壓閥組和低壓閥組中第二換流器采用定有功功率控制，低壓閥組中第三換流器采用定直流電壓控制。