[實用新型]基于IGCT的單向全橋模塊化多電平換流器

有效

• 申請號: 202020515093.2
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN212572415U
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 趙彪;唐博進;曾嶸;郭明珠;余占清;翟冬玲;許超群;宋強;屈魯
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/521;H02M1/34;H02M1/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本實用新型提供一種基于IGCT的單向全橋模塊化多電平換流器，所述多電平換流器包括多個橋臂，每個所述橋臂均包括多個相同的子模塊，每個所述子模塊均包括：IGCT單向全橋模塊(1)；驅動電源(2)；緩沖電路(3)；電壓裁剪電路(4)；直流電容(5)；平衡放電電路(6)；電流采集電路(8)；子模塊控制器(9)。本實用新型的基于IGCT的單向全橋模塊化多電平換流器，實現了直流故障自清除、直流變電壓運行、功率反轉等功能，同時具有損耗低、經濟性成本低的優點，克服了其他結構的缺點，可在柔性直流輸電系統或者混合直流輸電系統中得到廣泛的應用。

技術領域

本實用新型屬于電力電子技術領域，特別涉及一種基于集成門極換流晶閘管(IGCT)的單向全橋模塊化多電平換流器。

背景技術

柔性直流輸電已經成為目前最有潛質的新型電力傳輸方式，并且已經在大容量輸電系統中得到了應用。

模塊化多電平換流器是目前柔性直流輸電所采用的最為主流的拓撲結構。現已投運的柔性直流輸電工程多是采用基于絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)的常規的半橋模塊化多電平換流器，但是這種半橋模塊化多電平換流器在直流故障清除、直流變電壓運行方式、功率反轉等方面有很大的實現困難，同時，還存在系統運行時的損耗、經濟性成本也較高的缺點。

目前已經提出了基于IGCT的半橋模塊化多電平換流器，相較基于IGBT 的常規的半橋模塊化多電平換流器，基于IGCT的半橋模塊化多電平換流器進一步減小了運行損耗和減小了經濟性成本。但是，基于IGCT的半橋模塊化多電平換流器在發生直流系統架空線直流短路故障時，不具有自清除直流故障的功能，因而抵御直流短路故障的能力差。此外，對于電網換相換流器和模塊化多電平換流器組成的混合直流輸電系統，當需要進行在線功率反轉時，基于IGCT的半橋模塊化多電平換流器也無法實現直流電壓的正向和反向的連續變換和調節作用。

現有技術中，若要實現直流輸電系統的故障穿越和極性反轉的目的，需要使用全橋模塊化多電平換流器，其子模塊的構造如圖1所示，所述子模塊所需功率器件數目多，運行損耗也大。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提出一種基于IGCT的單向全橋模塊化多電平換流器。

本實用新型的基于IGCT的單向全橋模塊化多電平換流器，包括多個橋臂，每個所述橋臂均包括多個相同的子模塊，

每個所述子模塊均包括：IGCT單向全橋模塊(1)；驅動電源(2)；緩沖電路(3)；電壓采集電路(4)；直流電容(5)；平衡放電電路(6)；電流采集電路(8)；子模塊控制器(9)，

其中，所述IGCT單向全橋模塊(1)；驅動電源(2)；緩沖電路(3)；電壓采集電路(4)；直流電容(5)；平衡放電電路(6)依次連接；

所述IGCT單向全橋模塊(1)連接至所述電流采集電路(8)；

所述IGCT單向全橋模塊(1)、電壓采集電路(4)、平衡放電電路(6)、電流采集電路(8)均連接至所述子模塊控制器(9)。

進一步，

所述IGCT單向全橋模塊(1)包括IGCT S1和S2和兩個開關管D1和 D2，

其中，

所述IGCT S1的陽極連接至所述開關管D1的第二電極，所述IGCT S1 的陰極連接至所述開關管D2的第二電極；

所述IGCT S2的陽極連接至所述開關管D1的第一電極，所述IGCT S2 的陰極連接至所述開關管D2的第一電極。

進一步，

所述IGCT S1的陰極連接至所述IGCT S1的門極驅動GDU1；

所述IGCT S2的陰極連接至所述IGCT S2的門極驅動GDU2。