[發(fā)明專利]一種換流器換相失敗抑制方法、耦合電壓電路和換流器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210117437.8
• 申請(qǐng)日: 2022-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN114597931A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;H02J3/38;H02M7/162;H02M1/088
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍

本發(fā)明提供一種換流器換相失敗抑制方法、耦合電壓電路和換流器，其中，換流器換相失敗抑制方法，包括：在換流器換相過程中出現(xiàn)交流電壓跌落時(shí)，通過在換流器的橋臂上施加感應(yīng)電壓，對(duì)交流電壓進(jìn)行彌補(bǔ)，促使換相完成。本發(fā)明的換流器換相失敗抑制方法、耦合電壓電路和換流器，能夠抑制高壓直流換相失敗。針對(duì)現(xiàn)有的高壓直流輸電換流器存在的換相失敗的問題，采用本發(fā)明的換流器，可以提高換流器的抵御換相失敗能力，從而減少換相失敗故障發(fā)生次數(shù)，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種換流器換相失敗抑制方法、耦合電壓電路和換流器。

背景技術(shù)

高壓直流輸電技術(shù)(High Voltage Direct Current，HVDC)由于其輸送容量大、損耗低、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，目前在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。

而換相失敗是高壓直流輸電系統(tǒng)發(fā)生概率較高的故障之一。在換流器中，退出導(dǎo)通的閥在反向電壓作用的一段時(shí)間內(nèi)未能恢復(fù)阻斷能力，或者在反向電壓期間換相過程未進(jìn)行完畢，則在閥電壓變成正向時(shí)，被換相的閥將向原定退出導(dǎo)通的閥進(jìn)行倒換相，這種情況稱為換相失敗。換相失敗將會(huì)導(dǎo)致?lián)Q流閥閉鎖，中斷直流系統(tǒng)的輸電通道，嚴(yán)重的情況下可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰。

傳統(tǒng)高壓直流輸電換流器采用晶閘管組成三相橋式整流基本單元，每個(gè)橋臂均由晶閘管閥串組成，由于晶閘管閥串無(wú)法主動(dòng)控制電流關(guān)斷，換流器具有較大的換流電流和無(wú)功支撐，存在換相失敗的風(fēng)險(xiǎn)，可靠性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種換流器換相失敗抑制方法，包括：

在換流器換相過程中出現(xiàn)交流電壓跌落時(shí)，通過在換流器的橋臂上施加感應(yīng)電壓，對(duì)交流電壓進(jìn)行彌補(bǔ)，促使換相完成。

進(jìn)一步地，在換流器的橋臂上設(shè)置耦合電壓電路，通過控制耦合電壓電路的電力電子開關(guān)，控制耦合電壓電路向所在橋臂施加感應(yīng)電壓；

通過控制耦合電壓電路的儲(chǔ)能電容放電，向耦合電壓電路所在橋臂施加感應(yīng)電壓。

進(jìn)一步地，所述感應(yīng)電壓通過耦合電壓電路中的兩個(gè)耦合電感產(chǎn)生，其中一個(gè)電感為換流器橋臂上的陽(yáng)極限流電感。

本發(fā)明還提供一種耦合電壓電路，包括：

第一電感、第二電感、儲(chǔ)能電容和電力電子開關(guān)；

其中，第一電感和第二電感組成耦合電抗；

第二電感、儲(chǔ)能電容和電力電子開關(guān)串聯(lián)形成回路。

進(jìn)一步地，第一電感兩端用于將耦合電壓電路接入到直流換流器中或第一電感為橋臂上的陽(yáng)極限流電感；

電力電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的電流輸入端與第二電感連接，電力電子開關(guān)導(dǎo)通時(shí)的電流輸出端與儲(chǔ)能電容連接；

第一電感兩端用于將耦合電壓電路接入到直流換流器中。

進(jìn)一步地，耦合電壓電路包括：

所述電力電子開關(guān)為晶閘管、IGCT、IGBT或IEGT。

本發(fā)明還提供一種換流器，包括：橋臂和與橋臂串聯(lián)的上述耦合電壓電路。

進(jìn)一步地，所述換流器為三相直流換流器，包括：

三個(gè)交流側(cè)端口和兩個(gè)直流側(cè)端口，耦合電壓電路與橋臂串聯(lián)設(shè)置在直流側(cè)端口和交流側(cè)端口之間。

進(jìn)一步地，耦合電壓電路連接在橋臂與直流側(cè)端口之間。

進(jìn)一步地，每相交流側(cè)端口與直流側(cè)端口中的正極端口之間的橋臂為上橋臂，與直流側(cè)端口中的負(fù)極端口之間的橋臂為下橋臂；

換流器的每個(gè)橋臂由晶閘管閥串和/或由全控器件組成的可關(guān)斷管閥串組成；