[發明專利]一種模塊化高電壓傳輸比直流變壓器拓撲結構及控制方法

有效

• 申請號: 202110255605.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113037081B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 陳武;金浩哲;舒良才;李容冠;蘭建西
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/088
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

1.一種模塊化高電壓傳輸比直流變壓器拓撲結構，其特征在于，所述拓撲結構由高壓濾波電容C_HV、高壓濾波電感L_HV、高壓側晶閘管、N個功率模塊組、低壓濾波電感L_LV與低壓濾波電容C_LV組成；

所述功率模塊組均包含一個輸入端口與一個輸出端口，N個功率模塊組輸入端口串聯，輸出端口并聯；第一功率模塊組的正輸入端口連接高壓側晶閘管，第N個功率模塊組的負輸入端口連接低壓濾波電容，高壓濾波電感、高壓側晶閘管、N個功率模塊組輸入端口、低壓側濾波電容串聯連接后接入高壓直流端口，高壓濾波電容并聯連接在高壓直流端口兩端；N個功率模塊組的正輸出端口連接低壓濾波電感的一端，并聯后的N個功率模塊組的負輸出端與低壓濾波電感的另一端連接構成低壓直流端口，低壓濾波電容并聯連接在低壓直流端口兩端；

所述高壓側晶閘管由兩個晶閘管組成，第一晶閘管和第二晶閘管反向并聯；所述功率模塊組內部由半橋模塊閥組與六個晶閘管組成，半橋模塊閥組由n

個半橋模塊與一個閥組電感Lg串聯構成，第三晶閘管與第六晶閘管、第四晶閘管與第七晶閘管、第五晶閘管與第八晶閘管反向并聯，在功率模塊組內，半橋模塊閥組上端連接第三晶閘管陽極與第六晶閘管陰極，半橋模塊閥組下端連接第四晶閘管陽極與第七晶閘管陰極，第五晶閘管陰極與第八晶閘管陽極；半橋模塊閥組上端作為功率模塊組正輸入端口，第四晶閘管陰極、第七晶閘管陽極作為功率模塊組負輸入端口；第三晶閘管陰極、第六晶閘管陽極作為功率模塊組正輸出端口，第五晶閘管陽極、第八晶閘管陰極作為功率模塊組負輸出端口。

2.根據權利要求1所述的一種模塊化高電壓傳輸比直流變壓器拓撲結構，其特征在于，所述晶閘管由多個低耐壓的晶閘管串聯組合形成，或者替換為串聯高壓IGCT閥。

3.根據權利要求2所述的一種模塊化高電壓傳輸比直流變壓器拓撲結構，其特征在于，所述半橋模塊均包括兩個開關管串接組成的橋臂以及并聯在橋臂兩端的電容，橋臂上開關管與電容的連接點為半橋模塊的正極，橋臂下開關管與電容的連接點為半橋模塊的負極，半橋模塊的橋臂中點為半橋模塊的輸入端，半橋模塊的負極為半橋模塊的輸出端。

4.一種模塊化高電壓傳輸比直流變壓器拓撲結構的控制方法，包括如權利要求3所述的直流變壓器拓撲結構，其特征在于，所述控制方法如下：

在高壓側晶閘管中，開通第一晶閘管，關斷第二晶閘管，在功率模塊組中，開通第四晶閘管，關斷第三晶閘管、第五晶閘管至第八晶閘管，半橋模塊閥組連接至高壓直流端口，功率由高壓直流端口單向傳輸至半橋模塊閥組；

在高壓側晶閘管中，關斷第一晶閘管，開通第二晶閘管，在功率模塊組中，開通第七晶閘管，關斷第三晶閘管至六晶閘管、第八晶閘管，半橋模塊閥組連接至高壓直流端口，功率由半橋模塊閥組單向傳輸至高壓直流端口；

在高壓側晶閘管中，關斷第一晶閘管、第二晶閘管，在功率模塊組中，開通第三晶閘管、第五晶閘管，關斷第四晶閘管、第六晶閘管至八晶閘管，半橋模塊閥組連接至低壓直流端口，功率由半橋模塊閥組單向傳輸至低壓直流端口；

在高壓側晶閘管中，關斷第一晶閘管、第二晶閘管，在功率模塊組中，開通第六晶閘管、第八晶閘管，關斷第三晶閘管至五晶閘管、第七晶閘管，半橋模塊閥組連接至低壓直流端口，功率由低壓直流端口單向傳輸至模塊閥組。