[發明專利]抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器及系統

有效

• 申請號: 201811176179.0
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109217347B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 侯靈犀;魏應冬;張樹卿;李笑倩;趙彪;姜齊榮;宗炫君;鄒盛
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M5/458
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，包括：

第一至第三變流鏈，所述第一至第三變流鏈的每條變流鏈包括多個全控型電壓源子模塊，并串聯接入LCC-HVDC換流變壓器與換流器交流端口之間，以控制串聯電壓以輔助閥組換相，并增加所述LCC-HVDC換流器的換相電壓面積，其中，所述多個全控型電壓源子模塊均為單相電壓源變流器結構，具有r個輸出電平，其中，r為大于或等于3的正整數，每個全控型電壓源子模塊包括g個直流電容，其中，g為小于r且大于或等于1的正整數；

全控型電壓源子模塊內第u個直流電容正極與負極之間最大允許電壓為U_Cu，u＝1、2、…、g，記允許的最大直流電壓為U_M，則滿足關系：

其中，所述全控型電壓源子模塊有四種工作狀態：

旁路模式：動態串聯電壓補償器內全部3n個全控型電壓源子模塊SM均受控處于旁路狀態，每個全控型電壓源子模塊內部的直流電容電壓u_kl(t)的控制目標電壓均為0；

啟動模式：所述動態串聯電壓補償器內的變流鏈k分別獨立控制各自所包含的n個全控型電壓源子模塊交替處于充電狀態和旁路狀態，將3n個全控型電壓源子模塊的直流電容電壓從零充電到預設的熱備電壓U₀，其中，k＝10、20、30，U₀U_M；

熱備用模式：所述動態串聯電壓補償器內的變流鏈k分別獨立控制各自所包含的n個全控型電壓源子模塊交替處于充電狀態、旁路狀態和放電狀態，維持3n個全控型電壓源子模塊的直流電容電壓在預設的熱備電壓U₀附近，其中，k＝10、20、30；

補償模式：所述動態串聯電壓補償器滿足系統故障判據后立即進入所述補償模式，根據當前時刻LCC-HVDC換流器各相橋臂的狀態，決定動態串聯電壓補償器DSVC各相變流鏈的運行狀態。

2.根據權利要求1所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，所述每條變流鏈的正極端口分別與所述LCC-HVDC六脈動換流器的A相、B相和C相橋臂交流輸出端A1、交流輸出端B1和交流輸出端C1三端相連，且所述每條變流鏈的負極端口分別與所述LCC-HVDC換流變壓器副邊的A2、B2和C2三端相連。

3.根據權利要求2所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，所述交流輸出端A1為所述LCC-HVDC六脈動換流器A相上橋臂晶閘管閥組VT₄陰極與下橋臂晶閘管閥組VT₁陽極的連接點，所述交流輸出端B1為所述LCC-HVDC六脈動換流器A相上橋臂晶閘管閥組VT₆陰極與下橋臂晶閘管閥組VT₃陽極的連接點，所述交流輸出端C1為所述LCC-HVDC六脈動換流器A相上橋臂晶閘管閥組VT₂陰極與下橋臂晶閘管閥組VT₅陽極的連接點。

4.根據權利要求1-3任一項所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，所述多個全控型電壓源子模塊依次級聯連接。

5.根據權利要求1-3任一項所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，所述多個全控型電壓源子模塊均采用全控型電力電子開關。

6.根據權利要求5所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器，其特征在于，所述全控型電力電子開關包括集成門極換流晶閘管IGCT、可關斷晶閘管GTO和絕緣門極雙極性晶體管IGBT。

7.一種電網換相高壓直流輸電系統，其特征在于，包括：如權利要求1-6任一項所述的抑制常規直流換流站換相失敗的串聯電壓補償器。