一种LCC-MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构制造技术

本发明专利技术公开了一种LCC

【技术实现步骤摘要】
一种LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构


[0001]本专利技术属于高电压、大功率电力变换装置拓扑结构领域，涉及一种LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构。

技术介绍

[0002]高电压大功率交交换流器的实际工程应用非常广泛，在异步联网、海上风电、远距离分频输电、海洋油气开采及未来海底输配电系统建设等方面都具有非常重要的作用。此外，在轨道交通、采矿、冶炼、轧钢等电力传动以及高电压大功率电源行业领域，大功率交交换流器同样不可或缺。
[0003]交交换流器是柔性分频输电系统的核心器件，目前主流的换流器拓扑均采用模块化多电平技术。该技术可以在运行范围内快速独立控制有功和无功，受端系统可以是无源网络，具有损耗低、波形质量高、故障处理能力强等优点，但由于需要大量IGBT原件，投资成本过高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构，该结构能够独立控制有功和无功，且成本较低。
[0005]为达到上述目的，本专利技术所述的LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构包括正极部分及负极部分，其中，正极部分包括第一LCC
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MMC整流模块及第一LCC
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MMC逆变模块；负极部分包括第二LCC
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MMC整流模块及第二LCC
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MMC逆变模块；其中，第一LCC<br/>‑
MMC整流模块、第一LCC
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MMC逆变模块、第二LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC整流模块依次连接组成串联回路，外接的第一系统与第一LCC
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MMC整流模块及第二LCC
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MMC整流模块相连接，外接的第二系统与第一LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC逆变模块相连接。
[0006]第一系统作为输入侧系统，第二系统作为输出侧系统，其中，第一系统及第二系统中的一个为有源系统。
[0007]第一LCC
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MMC整流模块、第二LCC
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MMC整流模块、第一LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC逆变模块均由一个基于半控型器件的6脉波3相全桥LCC换流器以及一个基于全控型器件的模块化多电平换流器串联组成。
[0008]所述6脉波3相全桥LCC换流器由6个晶闸管、3个换相电感以及一个平波电抗器组成；
[0009]所述模块化多电平换流器由6个桥臂组成，每个桥臂均由电感、等效电阻以及N个半桥子模块串联而成。
[0010]所述半桥子模块结构包括电力电子器件及直流电容，所述电力电子器件包括串联的两个全控型电力电子器件，所述直流电容与所述电力电子器件并联连接。
[0011]半桥子模块的数目N由直流母线电压以及6脉波3相全桥LCC换流器的耐压水平以及MMC与LCC换流器的功率优化配合情况决定。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：
[0013]本专利技术所述的LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构在具体操作时，第一LCC
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MMC整流模块、第一LCC
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MMC逆变模块、第二LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC整流模块依次连接组成串联回路，外接的第一系统与第一LCC
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MMC整流模块及第二LCC
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MMC整流模块相连接，外接的第二系统与第一LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC逆变模块相连接，即，既可以以并网模式直接连接两个不同频率和幅值的三相交流系统，又可以以电源模式直接连接无源负荷，兼具模块化多电平技术以及传统LCC换流器的优点，广泛适用于高电压、大功率电力变换应用场合，相比较于现有多种基于模块化多电平技术的换流器拓扑，能够显著降低系统的体积及成本，提高可靠性。另外，相比较于传统LCC换流器，本专利技术能够向无源系统供电，交流故障时MMC可以暂时维持交流母线电压，LCC换相失败时MMC仍能够传输功率，可靠性较高。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的结构示意图；
[0015]图2为LCC
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MMC整流模块的结构示意图；
[0016]图3为LCC
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MMC逆变模块的结构示意图；
[0017]图4为LCC
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MMC整流模块中6脉波3相全桥LCC换流器主电路结构图；
[0018]图5为LCC
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MMC逆变模块中6脉波3相全桥LCC换流器主电路结构图；
[0019]图6为模块化多电平换流器的主电路结构图；
[0020]图7为模块化多电平换流器中子模块电路结构图；
[0021]图8为基于本专利技术的分频电网与工频电网互联系统结构图；
[0022]图9为基于本专利技术的分频海上风电并网系统结构图。
具体实施方式
[0023]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0024]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0025]参考图1，本专利技术所述的LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构包括正极部分及负极部分，其中，正极部分包括第一LCC
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MMC整流模块及第一LCC
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MMC逆变模块；负极部分包括第二LCC
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MMC整流模块及第二LCC
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MMC逆变模块；其中，第一LCC
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MMC整流模块、第一LCC
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MMC逆变模块、第二LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC整流模块依次组成串联回路，外接
的第一系统与第一LCC
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MMC整流模块及第二LCC
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构，其特征在于，包括正极部分及负极部分，其中，正极部分包括第一LCC
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MMC整流模块及第一LCC
‑
MMC逆变模块；负极部分包括第二LCC
‑
MMC整流模块及第二LCC
‑
MMC逆变模块；其中，第一LCC
‑
MMC整流模块、第一LCC
‑
MMC逆变模块、第二LCC
‑
MMC逆变模块及第二LCC
‑
MMC整流模块依次连接组成串联回路，外接的第一系统与第一LCC
‑
MMC整流模块及第二LCC
‑
MMC整流模块相连接，外接的第二系统与第一LCC
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MMC逆变模块及第二LCC
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MMC逆变模块相连接。2.根据权利要求1所述的LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构，其特征在于，第一系统作为输入侧系统，第二系统作为输出侧系统，其中，第一系统及第二系统中的一个为有源系统。3.根据权利要求1所述的LCC
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MMC混合型交交换流器的电路拓扑结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟永庆，厉璇，闫书豪，马春喆，胡雅涵，苑宾，张和，高子健，尹聪琦，
申请(专利权)人：国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
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