[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器及換流站

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010774459.2
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111953221A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾嶸;郭明珠;趙彪;唐博進;許超群;翟冬玲;余占清;宋強;屈魯
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/521
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發(fā)明公開了一種模塊化多電平換流器及換流站，所述模塊化多電平換流器包括三相橋臂，每相橋臂包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂設(shè)置有多個級聯(lián)的換流器子模塊，所述換流器子模塊包括第一全控型開關(guān)模塊、第二全控型開關(guān)模塊、緩沖電路和第一電容，其中，所述第一全控型開關(guān)模塊和第二全控型開關(guān)模塊串聯(lián)形成開關(guān)支路；所述開關(guān)支路、緩沖電路和第一電容相互并聯(lián)；所述第一全控型開關(guān)模塊和第二全控型開關(guān)模塊均包括IGCT器件及與其反并聯(lián)的第一二極管。換流器中設(shè)有IGCT器件，實現(xiàn)了將換流器和負荷開關(guān)集成于一個換流站中，減小了換流站整體的體積和成本，實現(xiàn)換流站高度集成化，使得換流站可靠性高，且能廣泛的應(yīng)用到柔性直流輸電系統(tǒng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力輸電領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化多電平換流器及換流站。

背景技術(shù)

柔性直流輸電已經(jīng)成為目前最有潛質(zhì)的新型電力傳輸方式，并且已經(jīng)在大容量輸電系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。模塊化多電平換流器是目前最為主流的拓撲結(jié)構(gòu)。現(xiàn)已投運的柔性直流輸電工程多是采用基于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)的模塊化多電平換流器，但是在直流故障清除方面有很大的實現(xiàn)困難，往往在直流短路故障發(fā)生時會產(chǎn)生極大的直流短路故障電流，為此需要分斷直流短路故障電流，需要極大分斷電流能力的直流斷路器，此類直流斷路器的造價高且體積非常巨大。因此，如圖1所示，換流站采用的是基于IGBT的模塊化多電平換流器，且將換流器和斷路器分別置于兩個獨立的換流站中。

從而如何提供一種模塊化多電平換流器以及能夠?qū)崿F(xiàn)換流站集成換流和開關(guān)一體化的功能越來越成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種模塊化多電平換流器及換流站，提高換流器的可靠性以及實現(xiàn)了換流站集成換流和開關(guān)一體化的功能。

本發(fā)明的目的在于提供一種模塊化多電平換流器，包括三相橋臂，每相橋臂包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂設(shè)置有多個級聯(lián)的換流器子模塊，所述換流器子模塊包括第一全控型開關(guān)模塊、第二全控型開關(guān)模塊、緩沖電路和第一電容，其中，

所述第一全控型開關(guān)模塊和第二全控型開關(guān)模塊串聯(lián)形成開關(guān)支路；

所述開關(guān)支路、緩沖電路和第一電容相互并聯(lián)；

所述第一全控型開關(guān)模塊和第二全控型開關(guān)模塊均包括IGCT器件及與其反并聯(lián)的第一二極管。

進一步地，所述第二全控型開關(guān)模塊并聯(lián)在所述換流器子模塊的輸出端。

進一步地，所述換流器子模塊中第一全控型開關(guān)模塊中的IGCT器件的陰極與第二全控型開關(guān)模塊中的IGCT器件的陽極連接。

進一步地，所述緩沖電路包括第一電感、第一電阻、第二二極管和第二電容，其中，

所述第一電感的第一端與分別與所述第一電容的第一端和第一電阻的第一端連接，其第二端分別與第一全控型開關(guān)模塊和第二二極管的正極連接；

第二二極管的負極分別與第一電阻的第二端和第二電容的第一端連接；

第二電容的第二端分別與第二全控型開關(guān)模塊和第一電容的第二端連接。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種換流站，包括上述所述的模塊化多電平換流器、負荷開關(guān)和第一電抗器，其中，

所述模塊化多電平換流器與所述負荷開關(guān)的一端連接；

所述負荷開關(guān)的另一端與所述第一電抗器的一端連接。

進一步地，所述模塊化多電平換流器還包括直流側(cè)和交流側(cè)，其中，

所述模塊化多電平換流器的直流側(cè)正極通過依次連接負荷開關(guān)和第一電抗器后與直流線路連接；