[發明專利]基于拓撲優化的換流閥故障處理方法及換流閥拓撲結構

在審

• 申請號: 202010482313.0
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111682573A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 趙媛;張靜嵐;蔡巍;彭瓏;張超;馬鑫晟
• 申請（專利權）人: 華北電力科學研究院有限責任公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/757
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

本發明公開了一種基于拓撲優化的換流閥故障處理方法及換流閥拓撲結構，所述方法中，構建用于直流與交流逆變的換流閥拓撲結構，換流閥拓撲結構包括電源、平波電抗器和多個晶閘管閥，在串聯晶閘管閥的每個橋臂上的部分晶閘管閥上反向并聯二極管，當晶閘管閥通路發生改變時，基于反向并聯二極管，未反向并聯二極管的晶閘管閥加速關斷，其余晶閘管閥及反向并聯二極管獲得關斷延時。

技術領域

本發明屬于電力系統高壓直流輸電技術領域，特別是一種基于拓撲優化的換 流閥故障處理方法及換流閥拓撲結構。

背景技術

高壓直流輸電在遠距離大容量輸電與交流電網互聯等方面發揮著不可替代的作用，其穩定運行對電 網具有重要的實際意義，因而如何預警與預防各種高壓直流輸電故障是目前亟待解決的現實問題。換流 閥故障是高壓直流輸電中最常見的故障之一，統計結果顯示，單回直流線路每年發生幾次至十幾次換流 閥故障，嚴重影響了直流輸電系統的經濟效益與電網的正常穩定運行。因此，探索研究切實可行，行之 有效的換流閥故障預警與預防措施對電網穩定運行意義重大，并具有現實的必要性與緊迫性。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此 可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種基于拓撲優化的換流閥故障處 理方法及換流閥拓撲結構，通過優化換流閥拓撲能夠有效抑制換流閥故障，并進 行了仿真研究證明了可行性與可靠性。本方法可以有效縮短換流閥橋臂的換相時 間，減少了換流閥故障的發生風險。并且本發明設計結構簡單，易于實現，具有 很高的實用價值。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，一種基于拓撲優化的換流閥故 障處理方法包括以下步驟：

構建用于直流與交流逆變的換流閥拓撲結構，換流閥拓撲結構包括電源、平 波電抗器和多個晶閘管閥，

在串聯晶閘管閥的每個橋臂上的部分晶閘管閥上反向并聯二極管，

當晶閘管閥通路發生改變時，基于反向并聯二極管，未反向并聯二極管的晶 閘管閥加速關斷，其余晶閘管閥及反向并聯二極管獲得關斷延時。

所述的方法中，換流閥拓撲結構包括平波電抗器和串聯所述平波電抗器的多 個晶閘管閥通路，所述晶閘管閥通路包括多個串聯的晶閘管閥構成的橋臂。

所述的方法中，換流閥拓撲結構設有整流側與逆變側。

所述的方法中，每個橋臂上的反向并聯二極管的晶閘管閥多于未反向并聯二 極管的晶閘管閥。

所述的方法中，晶閘管閥為半控型的晶閘管器件。

所述的方法中，二極管的反向重復峰值電壓為1.5倍額定電壓，反向恢復時 間為80ns。

所述的方法中，二極管內部連接形式反向并聯一個或多個晶閘管閥。

所述的方法中，換流閥包括第一晶閘管閥、串聯所述第一晶閘管閥的第二晶 閘管閥以及反向并聯所述第二晶閘管閥的二極管。

所述的方法中，換流閥拓撲結構還包括直流輸電線路、濾波器和接地極。

根據本發明另一方面，基于所述方法的換流閥拓撲結構包括，

整流側；

逆變側，其包括，

電源，

平波電抗器，

多個晶閘管閥通路，其串聯所述平波電抗器，晶閘管閥通路包括多個串聯的 晶閘管閥構成的橋臂，

二極管，其在每個橋臂上的部分晶閘管閥上反向并聯。