[發明專利]一種高壓直流換流器及其可加速換流方法

在審

• 申請號: 202210117300.2
• 申請日: 2022-02-08
• 公開（公告）號: CN114598167A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 余占清;曾嶸;許超群;王宗澤;張松;陳政宇;吳錦鵬;趙彪;屈魯
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162;H02M1/088;H02J3/36
• 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

本發明提出一種高壓直流換流器及其可加速換流方法，在現有的常規高壓直流換流器的每個橋臂中改造加入橋臂耦合電抗器或者將已有的陽極電抗替換為橋臂耦合電抗器，實現非常簡單、簡易，成本很低，但能實現本發明的有益效果為：通過配置一定數值的橋臂耦合電抗器，加快橋臂換流過程，減小換相重疊角，從而擴大高壓直流換流器的運行范圍，增大可傳輸功率，減小功率損耗；甚至可以依靠橋臂耦合電抗器創造出的換流電壓，在交流電壓發生意外跌落時，進行電壓補償，從而抑制換相失敗的發生，在高壓直流輸電HVDC的應用中具有非常優良的經濟性和可靠性，提升對國民經濟的促進作用。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，特別涉及一種高壓直流換流器及其可加速換流方法。

背景技術

高壓直流輸電技術(HVDC，High Voltage Direct Current)由于其輸送容量大、損耗低、可靠性高等優勢，目前在世界范圍內被廣泛應用。現在的常規高壓直流輸電換流器利用的是晶閘管組成三相橋式六橋臂整流作為基本單元進行交直流變換。在運行過程中，電流在六晶閘管橋臂之間換流，各橋臂中除了晶閘管閥串，還含有陽極電抗器用以限制電流變化率從而保證晶閘管器件的安全可靠性，橋臂之間會存在換流的過程。但現有的橋臂換流的過程速度較低，換流過程長，功率損耗較大，不利于高壓直流輸電換流器的性能優化。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種高壓直流換流器，橋臂中連接有互相耦合的耦合橋臂電抗器。

本發明還對高壓直流換流器的電路進行保護：所述換流器電路包括依次串聯的第一橋臂、第三橋臂，所述第一橋臂上并聯連接有第二橋臂；

第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂內均設置有耦合橋臂電抗器，所述第一橋臂和所述第二橋臂上的耦合橋臂電抗器互相耦合。

具體的，所述第一橋臂、第二橋臂均包括依次串聯的晶閘管閥串和可關斷管閥串，所述耦合橋臂電抗器連接在所述晶閘管閥串陰極一側。

具體的，所述第三橋臂包括依次串聯的晶閘管閥串和可關斷管閥串，所述第三橋臂的耦合橋臂電抗器連接在所述可關斷管閥串陽極一側。

具體的，所述可關斷管閥串包括IGCT、GTO、IGBT、IEGT電力電子器件中的一種或多種。

具體的，所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂均包括晶閘管閥串，所述第一橋臂、第二橋臂的耦合橋臂電抗器連接在所述晶閘管閥串陰極一側，所述第三橋臂的耦合橋臂電抗器連接在所述晶閘管閥串陽極一側。

具體的，所述第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂均包括可關斷管閥串，所述第一橋臂、第二橋臂的耦合橋臂電抗器連接在所述可關斷管閥串陰極一側，所述第三橋臂的耦合橋臂電抗器連接在所述可關斷管閥串陽極一側。

本發明還提供一種高壓直流換流器的可加速換流方法，該方法使用本發明所保護的高壓直流換流器。

本發明的可加速換流的高壓直流換流器，在現有的常規高壓直流換流器的每個橋臂中改造加入橋臂耦合電抗器或者將已有的陽極電抗替換為橋臂耦合電抗器，實現非常簡單、簡易，成本很低，但能實現本發明的有益效果為：通過配置一定數值的橋臂耦合電抗器，加快橋臂換流過程，減小換相重疊角，從而擴大高壓直流換流器的運行范圍，增大可傳輸功率，減小功率損耗；甚至可以依靠橋臂耦合電抗器創造出的換流電壓，在交流電壓發生意外跌落時，進行電壓補償，從而抑制換相失敗的發生，在高壓直流輸電HVDC的應用中具有非常優良的經濟性和可靠性，提升對國民經濟的促進作用。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。

附圖說明