【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子领域,特别涉及一种抑制故障电流的阻尼器拓扑电路。
技术介绍
电压源型换流器技术是一种以可关断器件IGBT(绝缘栅双极晶体管)和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型换流技术。在低压应用场合,由IGBT构成的两电平换流器得到了广泛的应用,为解决其换流器输出电压高频跃变,由此带来设备dv/dt应力大、系统损耗大、噪声高和电磁环境严酷等问题,三电平电压源换流器被提出,在电压等级和容量上扩展了电压源型换流器的应用场合。随着模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)的出现,多电平换流器在柔性直流输电领域也得到了成功的应用,电压等级达到数百千伏,容量达到数千兆。然而,所有的电压源型换流器都存在无法有效处理直流故障的固有缺陷,当直流侧发生短路故障时,即使换流器已经闭锁,交流电源仍可以通过IGBT的反并联二极管向短路点注入电流,构成续流通路,使故障切除困难。因此,如何解决或缓解电压源型换流器直流故障的问题,成为解决直流联网技术的发展的关键技术因素。鉴于以上分析,本专利技术人从电压源型换流器的直流故障电流机理出发,提出抑制措施,本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的,在于提供一种故障电流抑制阻尼器拓扑电路及其控制方法及换流器。本专利技术用于电压源型换流器,可以在换流器直流侧发生故障时,通过阻尼电阻的投入,降低换流器中功率半导体开关的电流应力,保护IGBT器件,在经济性和技术性上均有较好表现。为了达成上述目的,本专利技术的解决方案是:故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:包括第一开关模块、第二开关模块、独立二极 ...
【技术保护点】
一种故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:包括第一开关模块、第二开关模块、独立二极管D3、储能电容C1、阻尼电阻R1、避雷器DL、旁路开关K1、电源系统和控制系统;所述第一开关模块的正极和阻尼器拓扑电路的引出端x2相连,负极和第二开关模块的负极相连;第二开关模块T2的正极和阻尼器拓扑电路的引出端x1相连;所述第一开关模块包括开关管T1及与开关管T1反向并联的续流二极管D1;第二开关模块包括开关管T2及与开关管T2反向并联的续流二极管D2;所述开关管T1的正极为第一开关模块的正极,开关管T1的负极为第一开关模块的负极,所述开关管T2的正极为第二开关模块的正极,开关管T2的负极为第二开关模块的负极;所述独立二极管的阳极和第二开关模块的正极相连,阴极和储能电容的一端相连,储能电容的另一端与第一开关模块的负极相连;所述阻尼电阻R1和避雷器DL并联后又并联在第一开关模块的正极和负极之间;所述旁路开关K1并联在阻尼器拓扑电路的x1端子和x2端子之间;所述电源系统从储能电容C1上获取能量,并向控制系统提供电源;所述控制系统通过发出控制信号给旁路开关K1、第一开关模块和第二开关模块控制阻尼器拓扑电路 ...
【技术特征摘要】
1.一种故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:包括第一开关模块、第二开关模块、独立二极管D3、储能电容C1、阻尼电阻R1、避雷器DL、旁路开关K1、电源系统和控制系统;所述第一开关模块的正极和阻尼器拓扑电路的引出端x2相连,负极和第二开关模块的负极相连;第二开关模块T2的正极和阻尼器拓扑电路的引出端x1相连;所述第一开关模块包括开关管T1及与开关管T1反向并联的续流二极管D1;第二开关模块包括开关管T2及与开关管T2反向并联的续流二极管D2;所述开关管T1的正极为第一开关模块的正极,开关管T1的负极为第一开关模块的负极,所述开关管T2的正极为第二开关模块的正极,开关管T2的负极为第二开关模块的负极;所述独立二极管的阳极和第二开关模块的正极相连,阴极和储能电容的一端相连,储能电容的另一端与第一开关模块的负极相连;所述阻尼电阻R1和避雷器DL并联后又并联在第一开关模块的正极和负极之间;所述旁路开关K1并联在阻尼器拓扑电路的x1端子和x2端子之间;所述电源系统从储能电容C1上获取能量,并向控制系统提供电源;所述控制系统通过发出控制信号给旁路开关K1、第一开关模块和第二开关模块控制阻尼器拓扑电路的工作状态。2.如权利要求1所述的故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:所述阻尼器拓扑电路的工作状态为启动正向电流充电状态、双向电流流通状态、正向电流补能状态、故障电流阻尼状态或者故障旁路状态;(1)启动正向电流充电状态:控制系统不发出控制信号,旁路开关K1断开,开关管T1和开关管T2也断开;正向电流流经续流二极管D2、储能电容C1和续流二极管D1,使储能电容C1通过独立二极管D3、续流二极管D1充电;(2)双向电流流通状态:控制系统控制开关管T1及开关管T2开通,使电流可以双向流通;正向电流流经开关管T2、续流二极管D1,反向电流流经开关管T1、续流二极管D2;(3)正向电流补能状态:在正向电流下,控制系统控制开关管T1开通,开关管T2关断,使正向电流通过独立二极管D3、续流二极管D1为储能电容C1充电;(4)故障电流阻尼状态:在阻尼器拓扑电路外部故障下,控制系统控制开关管T1及开关管T2关断,故障电流流过续流二极管D2和阻尼电阻R1,以抑制故障电流;(5)故障旁路状态:当阻尼器拓扑电路内部故障时,控制系统控制旁路开关K1开通,以将故障电流抑制阻尼器拓扑电路切除。3.如权利要求1或2所述的故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:所述开关管T1和开关管T2均为IGBT、IGCT、GTO或MOSFET。4.如权利要求1或2所述的故障电流抑制阻尼器拓扑电路路,其特征在于:所述第二开关模块为双向晶闸管。5.如权利要求1或2所述的故障电流抑制阻尼器拓扑电路,其特征在于:所述旁路开关K1具有合闸后机械保持功能,在断电后旁路开关K1能够保持合闸状态。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的故障电流抑制阻尼器拓扑电路的控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢晔源,朱铭炼,姜田贵,柏传军,李敏,
申请(专利权)人:南京南瑞继保电气有限公司,南京南瑞继保工程技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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