[發(fā)明專利]一種混合型模塊化多電平換流器的啟動(dòng)方法及裝置

有效

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• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN109067162B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史尤杰;楊煜;許樹楷;李巖;陳俊;鄒常躍;李巍巍
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02M1/36
• 分類號(hào): H02M1/36
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發(fā)明公開了一種混合型模塊化多電平換流器的啟動(dòng)方法及裝置，該方法包括：在所述混合型模塊化多電平換流器的直流側(cè)短接狀態(tài)下,投入啟動(dòng)限流電阻并閉合交流斷路器,對所述混合型模塊化多電平換流器中各子模塊的直流電容進(jìn)行不控整流充電；采集所述混合型模塊化多電平換流器中各橋臂內(nèi)的全橋子模塊的直流電壓并進(jìn)行從高到低排序，以確定位于直流電壓前列的M個(gè)待觸發(fā)的全橋子模塊；采集各橋臂內(nèi)所有子模塊的直流電壓并進(jìn)行從高到低排序，以確定位于直流電壓前列的T個(gè)待觸發(fā)的子模塊；該方法通過觸發(fā)部分子模塊的絕緣柵雙極型晶體管實(shí)現(xiàn)充電回路的改變，使得混合型模塊化多電平換流器在直流側(cè)短接狀態(tài)下具備啟動(dòng)充電的能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合型模塊化多電平換流器的啟動(dòng)方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子半導(dǎo)體開關(guān)器件以及先進(jìn)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來柔性直流輸電技術(shù)迅猛發(fā)展，并向特高壓大容量直流輸電方向邁進(jìn)。相較于其他閥組接線方式，基于兩個(gè)閥組單元串聯(lián)構(gòu)成一極的對稱雙極系統(tǒng)主接線方案是提升電壓和功率等級、實(shí)現(xiàn)特高壓大容量直流輸電的一種有效方式，并在運(yùn)行方式靈活性、經(jīng)濟(jì)性及可靠性等方面也更具優(yōu)勢。該接線方式已在我國特高壓常規(guī)直流輸電工程中得到成功實(shí)踐驗(yàn)證，而在特高壓柔性直流輸電工程中的應(yīng)用也正在研究設(shè)計(jì)階段。模塊化多電平換流器(Modular MultilevelConverter，MMC)因其具有交流諧波特性好、易于模塊化設(shè)計(jì)、可實(shí)現(xiàn)冗余運(yùn)行等優(yōu)勢而成為當(dāng)今柔性直流工程的首選方案。其中，基于半橋子模塊(Half Bridge Sub-module，HB-SM)和全橋子模塊(Full Bridge Sub-module，F(xiàn)B-SM)的混合型模塊化多電平換流器綜合了半橋模塊化多電平換流器以及全橋模塊化多電平換流器的優(yōu)點(diǎn)，不僅具備直流故障清除能力，而且相較于全橋模塊化多電平換流器，其成本和損耗更小，應(yīng)用前景廣闊，適于作為特高壓柔直系統(tǒng)閥組單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

上述基于閥組串聯(lián)的接線方式要求直流輸電系統(tǒng)需具備“閥組在線投入”的功能，即在一個(gè)閥組單元不退出運(yùn)行的情況下，與其串聯(lián)的另一個(gè)閥組單元能夠完成啟動(dòng)解鎖并投入運(yùn)行。為了降低特高壓柔直系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試的難度、降低上層控制的復(fù)雜度、并提高系統(tǒng)可靠性，設(shè)計(jì)人員正嘗試將特高壓常規(guī)直流系統(tǒng)中已成熟完備的閥組在線投入策略和順序控制流程引入到特高壓柔直系統(tǒng)中。這需要基于混合型模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的閥組單元具備在直流側(cè)短接情況下進(jìn)行啟動(dòng)和解鎖運(yùn)行的能力。但是,由于基于半橋子模塊的多電平換流器不具備直流側(cè)短接狀態(tài)下的運(yùn)行能力,因此通過導(dǎo)通絕緣柵雙極型晶體管來使全橋子模塊模擬半橋子模塊充電特性的啟動(dòng)方法無法應(yīng)用到直流側(cè)短接狀態(tài)下的混合型模塊化多電平換流器啟動(dòng)中,故現(xiàn)有的混合型模塊化多電平換流器無法在直流側(cè)短接狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種混合型模塊化多電平換流器的啟動(dòng)方法及裝置，用于解決混合型模塊化多電平換流器無法在直流側(cè)短接狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)充電的問題，提高混合型模塊化多電平換流器在特高壓柔性直流系統(tǒng)的應(yīng)用能力。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種混合型模塊化多電平換流器的啟動(dòng)方法，包括:

在所述混合型模塊化多電平換流器的直流側(cè)短接狀態(tài)下,投入啟動(dòng)限流電阻并閉合交流斷路器,對所述混合型模塊化多電平換流器中各子模塊的直流電容進(jìn)行不控整流充電；其中,所述子模塊包括全橋子模塊和半橋子模塊；

當(dāng)所述混合型模塊化多電平換流器中各子模塊的電壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，確定所述不控整流充電結(jié)束；

對所述混合型模塊化多電平換流器進(jìn)行第一階段可控充電,采集所述混合型模塊化多電平換流器中各橋臂內(nèi)的全橋子模塊的直流電壓并進(jìn)行從高到低排序，以確定位于直流電壓前列的M個(gè)待觸發(fā)的全橋子模塊；

觸發(fā)所述M個(gè)待觸發(fā)的全橋子模塊內(nèi)的第二絕緣柵雙極型晶體管或第三絕緣柵雙極型晶體管，以建立所述半橋子模塊內(nèi)電容的充電回路；

當(dāng)所述混合型模塊化多電平換流器中各子模塊的電壓達(dá)到穩(wěn)定后，確定所述第一階段可控充電結(jié)束；