[發明專利]一種基于IGCT的混合式換流閥及其直流輸電控制方法

在審

• 申請號: 202111372243.4
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114172185A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 姚為正;黃永瑞;范彩云;韓坤;常忠廷;王宇丁;胡秋玲;洪波;劉路路;王帥卿;邵珠柯;陸翌;陳騫;張文博;劉官;袁洪濤
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;全球能源互聯網研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M1/06;H02M1/092
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 劉佳音

本發明公開了一種基于IGCT的混合式換流閥及其直流輸電控制方法，其中，基于IGCT的混合式換流閥包括飽和電抗器、晶閘管模塊和IGCT模塊；所述飽和電抗器、所述晶閘管模塊和所述IGCT模塊串聯連接。直流輸電控制方法包括：上級控制系統下發觸發信號，導通晶閘管和所述IGCT，換流閥開通；上級控制系統下發關斷信號，向對應的所述IGCT門極的施加負向電壓，關斷IGCT，換流閥關斷；所述晶閘管控制單元實時對所述晶閘管級兩端的電壓進行監視，所述IGCT控制單元實時對所述IGCT級兩端的電壓進行監視，當檢測到本應處于關斷狀態的換流閥卻處于導通狀態時，向換流閥下發關斷指令。本發明具有正、反向電壓耐受能力和主動關斷電流能力，長期失效模式為短路、無爆炸風險。

技術領域

本發明涉及直流輸電換流閥技術領域，特別涉及一種基于IGCT的混合式換流閥及其直流輸電控制方法。

背景技術

現有技術中基于晶閘管換流閥的傳統高壓直流輸電工程，具有技術成熟、損耗小、可靠性高等優點，在大容量遠距離輸電、異步電網互聯等場合發揮了重要作用。但是，工程逆變側存在換相失敗的風險，且不適合向無源網絡送電。

近年來，采用基于IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)換流閥的新型直流輸電工程憑借控制靈活、沒有換相失敗且可向無源網絡送電等優點，得到越來越廣泛的應用。但與晶閘管換流閥相比，IGBT換流閥存在運行損耗較大、串聯級數多、輸送容量小、長期失效模式為開路、有爆炸風險等缺點，另外具有換流閥占地面積大和重量大的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種基于IGCT的混合式換流閥及其直流輸電控制方法，具有正、反向電壓耐受能力和主動關斷電流能力，長期失效模式為短路、無爆炸風險。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于IGCT的混合式換流閥，其中，包括飽和電抗器、晶閘管模塊和IGCT模塊。

所述飽和電抗器、所述晶閘管模塊和所述IGCT模塊串聯連接。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述晶閘管模塊包括若干個串聯連接的晶閘管級。

每個所述晶閘管級包括晶閘管、晶閘管電阻、晶閘管電容、晶閘管控制單元和晶閘管避雷器。

所述晶閘管控制單元與所述晶閘管并聯。

所述晶閘管避雷器與所述晶閘管并聯。

所述晶閘管電阻和所述晶閘管電容串聯后，與所述晶閘管并聯。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，

所述晶閘管控制單元包括晶閘管取能電路、晶閘管電壓檢測電路、晶閘管復位電路、晶閘管保護觸發電路、晶閘管邏輯電路、晶閘管開通電路和光接收電路。

所述晶閘管開通電路、所述晶閘管取能電路和所述晶閘管復位電路分別連接到所述晶閘管邏輯電路。

所述光接收電路和所述晶閘管保護觸發電路均通過所述晶閘管電壓檢測電路連接到所述晶閘管邏輯電路。

所述晶閘管保護觸發電路連接所述晶閘管開通電路。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，所述IGCT模塊包括若干個串聯連接的IGCT級。

每個所述IGCT級包括IGCT、IGCT電阻、IGCT電容、IGCT控制單元和IGCT避雷器。

所述IGCT控制單元與所述IGCT并聯。

所述IGCT避雷器與所述IGCT并聯。

所述IGCT電阻和所述IGCT電容串聯后，與所述IGCT并聯。