主动换相型高压直流输电换流器制造技术

一种主动换相型高压直流输电换流器，由逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26、第一直流滤波电感L

Active commutation type HVDC Converter

【技术实现步骤摘要】
主动换相型高压直流输电换流器
本专利技术涉及一种主动换相型高压直流输电换流器。
技术介绍
在高压直流输电(HighVoltageDirectCurrent，HVDC)领域，现有的换流器主要包括基于晶闸管的电网换相换流器(LineCommutatedConverter，LCC)和基于电压源换流器(Voltage-SourceConverter，VSC)的柔性直流换流器。由于LCC-HVDC中的晶闸管为被动换相器件，其关断由外电路决定，且可控量只有触发角，存在换相失败风险，且谐波、无功电流大。专利技术专利CN201310430659提出了一种可减少换相失败风险的改进电路，但是并不能完全解决LCC-HVDC的换相失败问题。而VSC-HVDC换流器的直流侧一般需要直流电容，例如专利技术专利CN201080066222，当发生直流短路时，此类换流器很难进行故障穿越运行。尽管基于全桥型的子模块的模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)可以实现HVDC系统的直流侧故障穿越，但相对于传统的基于半桥子模块电路拓扑，全桥型MMC所需功率半导体和子模块电容数量巨大，导致换流器造价高，且损耗有显著增加，限制了其推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有HVDC换流器技术存在的缺点，提出一种主动换相的高压直流输电换流器。本专利技术主动换相型高压直流输电换流器，由逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26、直流滤波电感Ldc、第一联接变压器和第二联接变压器组成；所述的主动换相型高压直流输电换流器三相交流侧的三相连接端子分别为A、B、C；第一联接变压的原边三相连接端子分别为A1、B1、C1，第一联接变压器的副边三相连接端子分别为a1、b1、c1，第一联接变压的原边三相连接端子A1、B1、C1分别连接到三相交流连接端子A、B、C；第二联接变压器的原边三相连接端子分别为A2、B2、C2，第二联接变压器的副边三相连接端子分别为a2、b2、c2，第二联接变压器的原边三相连接端子A2、B2、C2分别连接到三相交流连接端子A、B、C；逆阻型可关断器件S11的阳极连接到P1点，逆阻型可关断器件S11的阴极连接到a1点；逆阻型可关断器件S14的阳极连接到a1点，逆阻型可关断器件S14的阴极连接到M点；逆阻型可关断器件S13的阳极连接到P1点，逆阻型可关断器件S13的阴极连接到b1点；逆阻型可关断器件S16的阳极连接到b1点，可关断器件S16的阴极连接到M点；逆阻型可关断器件S15的阳极连接到P1点，逆阻型可关断器件S15的阴极连接到c1点；逆阻型可关断器件S12的阳极连接到c1点，逆阻型可关断器件S12的阴极连接到M点；逆阻型可关断器件S21的阳极连接到M点，可关断器件S21的阴极连接到a2点；可关断器件S24的阳极连接到a2点，逆阻型可关断器件S24的阴极连接到N点；逆阻型可关断器件S23的阳极连接到M点，逆阻型可关断器件S23的阴极连接到b2点；逆阻型可关断器件S26的阳极连接到b2点，逆阻型可关断器件S26的阴极连接到N点；逆阻型可关断器件S25的阳极连接到M点，可关断器件S25的阴极连接到c2点；逆阻型可关断器件S22的阳极连接到c2点，逆阻型可关断器件S22的阴极连接到N点。直流滤波电感Ldc的一端连接到P点，直流滤波电感Ldc的另外一端连接到P1点。P点作为所述主动换相型高压直流输电换流器的高压直流输出正极连接端子，N点作为所述主动换相型高压直流输电换流器的高压直流输出负极连接端子。从第一联接变压的原边三相连接端子A1流向A点的电流为ia1，第一联接变压的原边三相连接端子B1流向B点的电流为ib1，第一联接变压的原边三相连接端子C1流向C点的电流为ic1，从第二联接变压器的原边三相连接端子A2流向A点的电流为ia2，第二联接变压器的原边三相连接端子B2流向B点的电流为ib2，第二联接变压器的原边三相连接端子C2流向C点的电流为ic2。从所述主动换相型高压直流输电换流器三相交流侧的连接端子A流向三相交流电源的电流为iag，三相交流侧的连接端子B流向三相交流电源的电流为ibg，三相交流侧的连接端子C流向三相交流电源的电流为icg，且满足：iag＝ia1+ia2，ibg＝ib1+ib2，icg＝ic1+ic2。从P点经过直流滤波电感Ldc流向P1点的电流为idc。所述主动换相型高压直流输电换流器交流侧三相连接端子A、B、C所连接的三相交流电源电压分别为usa、usb和usc，且usa、usb和usc的电压幅值相等，频率均为F的正弦波，usa的初相角超前usb初相角120°，usb的初相角超前usc初相角120°。所述的第一联接变压器的a1、b1、c1侧电压与A1、B1、C1侧的三相电压相位相同，幅值之比为K，K为正数；所述的第二联接变压器的a1、b1、c1侧电压与A1、B1、C1侧的三相电压相位相同，幅值之比亦为K。通过调节所述的逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26的开关时刻及导通时间，对流过直流滤波电感Ldc的电流idc进行控制；所述的逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26的开关时刻及导通时间按照如下方式确定：在每个周期1/F内，所述主动换相型高压直流输电换流器交流侧三相连接端子A、B、C所连接的三相交流电源电压中，usa和usc均为正且usa＝usc的时刻定义为T0。逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26的开关频率均为F，且在每个周期1/F内的导通角度均为1/F/3，在每个周期1/F内的关断时间均为2/F/3；定义调节时间TR，TR为正数，且0≤TR≤1/F/2，逆阻型可关断器件S11的开通时刻为T0-TR，关断时刻为T0-TR+1/F/3；逆阻型可关断器件S12的开通时刻为T0-TR+1/F/6，关断时刻为T0-TR+1/F/2；逆阻型可关断器件S13的开通时刻为T0-TR+1/F/3，关断时刻为T0-TR+2/F/3；逆阻型可关断器件S14的开通时刻为T0-TR+1/F/2，关断时刻为T0-TR+5/F/6；逆阻型可关断器件S15的开通时刻为T0-TR+2/F/3，关断时刻为T0-TR+1/F；逆阻型可关断器件S16的开通时刻为T0-TR+5/F/6，关断时刻为T0-TR+7/F/6；逆阻型可关断器件S21的开通时刻为T0+TR，关断时刻为T0+TR+1/F/3；逆阻型可关断器件S22的开通时刻为T0+TR+1/F/6，关断时刻为T0+TR+1/F/2；逆阻型可关断器件S23的开通时刻为T0+TR+1/F/3，关断时刻为T0+TR+2/F/3；逆阻型可关断器件S24的开通时刻为T0+TR+1/F/2，关断时刻为T0+TR+5/F/6；逆阻型可关断器件S25的开通时刻为T0+TR+2/F/3，关断时刻为T0+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动换相型高压直流输电换流器，其特征在于：所述的主动换相型高压直流输电换流器由逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26、直流滤波电感L

【技术特征摘要】
1.一种主动换相型高压直流输电换流器，其特征在于：所述的主动换相型高压直流输电换流器由逆阻型可关断器件S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26、直流滤波电感Ldc、第一联接变压器(1)和第二联接变压器(2)组成；所述的主动换相型高压直流输电换流器三相交流侧的三相连接端子分别为A、B、C；第一联接变压器(1)的原边三相连接端子分别为A1、B1、C1，第一联接变压器(1)的副边三相连接端子分别为a1、b1、c1，第一联接变压器(1)的原边三相连接端子A1、B1、C1分别连接到三相交流连接端子A、B、C；第二联接变压器(2)的原边三相连接端子分别为A2、B2、C2，第二联接变压器(2)的副边三相连接端子分别为a2、b2、c2，第二联接变压器(2)的原边三相连接端子A2、B2、C2分别连接到三相交流连接端子A、B、C；逆阻型可关断器件S11的阳极连接到P1点，S11的阴极连接到a1点；逆阻型可关断器件S14的阳极连接到a1点，S14的阴极连接到M点；逆阻型可关断器件S13的阳极连接到P1点，S13的阴极连接到b1点；S16的阳极连接到b1点，S16的阴极连接到M点；S15的阳极连接到P1点，逆阻型可关断器件S15的阴极连接到c1点；逆阻型可关断器件S12的阳极连接到c1点，S12的阴极连接到M点；逆阻型可关断器件S21的阳极连接到M点，S21的阴极连接到a2点；逆阻型可关断器件S24的阳极连接到a2点，S24的阴极连接到N点；逆阻型可关断器件S23的阳极连接到M点，S23的阴极连接到b2点；逆阻型可关断器件S26的阳极连接到b2点，S26的阴极连接到N点；逆阻型可关断器件S25的阳极连接到M点，S25的阴极连接到c2点；逆阻型可关断器件S22的阳极连接到c2点，S22的阴极连接到N点；直流滤波电感Ldc的一端连接到P点，另外一端连接到P1点；P点作为所述主动换相型高压直流输电换流器的高压直流输出正极连接端子，N点作为所述主动换相型高压直流输电换流器的高压直流输出负极连接端子；从A1点流向A点的电流为ia1，B1点流向B点的电流为ib1，C1点流向C点的电流为ic1，从A2点流向A点的电流为ia2，B2点流向B点的电流为ib2，C2点流向C点的电流为ic2；所述主动换相型高压直流输电换流器从A点流向三相交流电源的电流为iag，从B点流向三相交流电源的电流为ibg，从C点流向三相交流电源的电流为icg，且满足：iag＝ia1+ia2，ibg＝ib1+ib2，icg＝ic1+ic2；从P点经过直流滤波电感Ldc流向P1点的电流为idc；所述主动换相型高压直流输电换流器交流侧三相连接端子A、B、C所连接的三相交流电源电压分别为usa、usb和usc，且usa、usb和usc为电压幅值相等，频率均为F的正弦波，usa的初相角超前usb初相角120°，usb的初相角超前usc初相角120°。


2.如权利要求1所述的主动换相型高压直流输电换流器，其特征在于：所述的第一联接变压器(1)的a1、b1、c1侧电压与A1、B1、C1侧的三相电压相位相同，幅值之比为K，K为正数；所述的第二联接变压器(2)的a1、b1、c1侧电压与A1、B1、C1侧的三相电压相位相同，幅值之比亦为K。


3.如权利要求1所述的主动换相型高压直流输电换流器，其特征在于：通过调节所述的逆阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子欣，徐飞，赵聪，高范强，王平，李耀华，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11