【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换流器，具体涉及一种模块化多电平换流器。
技术介绍
1、凭借电压质量高、控制灵活及易于拓展等优势，模块化多电平换流器(modularmultilevel converter，mmc)已在国内有多项工程应用，成为高压直流输电用换流器主流技术路线之一。随着电压等级和传输容量的不断提升，mmc需要的串联子模块级数也同步增加，造成设备成本提高和体积变大。由于常规mmc中上下桥臂中的子模块不会同时投入使用，子模块利用率较低只有50％。因此，可通过上下桥臂同时复用一部分子模块，提升子模块利用率，降低子模块数量，从而减少成本。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的模块化多电平换流器子模块利用率较低的缺陷，从而提供一种模块化多电平换流器。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种模块化多电平换流器，换流器的每相包括上桥臂及下桥臂，上桥臂与下桥臂同时复用多个双端口子模块，其中，对于每相，全部的双端口子模块的第一端口依次串联连接，双端口子模块的第二端口依次串联连接；对于每相，第一端口串联连接后的第一端作为每相的第一端，第二端口串联连接后的第二端作为每相的第二端，第一端口串联连接后的第二端与第二端口串联连接后的第一端连接后作为每相的第三端；每相的第一端与其它相的第一端连接为一点并引出换流器的第一端，每相的第二端与其它相的第二端连接为一点并引出换流器的第二端，换流器的第一端与换流器的第二端构成换流器的直
4、本专利技术每相的上桥臂与下桥臂完全复用多个双端口子模块，比常规柔直子模块数减少了50％，降低了体积和成本；子模块利用率为100％，最大程度利用了子模块，提高了利用率。
5、在一种可选的实施方式中，模块化多电平换流器，其特征在于，还包括：第一端口串联连接后的第二端、第二端口串联连接后的第二端均通过一个桥臂电抗器后作为每相的第三端。
6、在一种可选的实施方式中，双端口子模块包括：第一电力电子开关、第二电力电子开关、第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关、第六电力电子开关及支撑电容，其中，第一电力电子开关的第一端与第二电力电子开关的第一端连接，第一电力电子开关的第一端作为第一端口的第一端，第一电力电子开关的第二端与第三电力电子开关的第一端连接，第一电力电子开关的第二端作为第一端口的第二端；第四电力电子开关的第一端与第五电力电子开关的第二端连接，第四电力电子开关的第一端作为第二端口的第一端，第四电力电子开关的第二端与第六电力电子开关的第二端连接，第四电力电子开关的第二端作为第二端口的第二端；第五电力电子开关的第一端与第二电力电子开关的第二端、支撑电容的第一端连接；第六电力电子开关的第一端与第三电力电子开关的第二端、支撑电容的第二端连接。
7、在一种可选的实施方式中，每个电力电子开关均由igbt及二极管构成，其中，igbt的集电极与二极管的阴极连接，igbt的集电极作为电力电子开关的第一端；igbt的发射极与二极管的阳极连接，igbt的发射极作为电力电子开关的第二端。
8、在一种可选的实施方式中，对于每相，换流器正常运行时，上桥臂输出电压与下桥臂输出电压满足下述关系式：
9、
10、式中，i为第i个双端口子模块，i＝1,2,…,n，n为每相子模块个数；uum为第m相上桥臂输出电压；ulm为第m相下桥臂输出电压；m为a相、b相或c相；uab_i为第i个双端口子模块第一端口电压；ucd_i为第i个双端口子模块第二端口电压。
11、在一种可选的实施方式中，在对换流器调制过程中，双端口子模块的上下桥臂输出电压参考波为：
12、
13、式中，uum_ref为第m相上桥臂输出电压参考波；ulm_ref为第m相下桥臂输出电压参考波；m为a相、b相或c相；udc为换流器直流侧参考；uac为交流侧相电压幅值。
14、在一种可选的实施方式中，双端口子模块有两种运行状态，其中，在第一种运行状态下，第二电力电子开关、第三电力电子开关及第四电力电子开关导通，第一电力电子开关、第五电力电子开关、第六电力电子开关关断；在第二种运行状态下，第一电力电子开关、第五电力电子开关、第六电力电子开关导通，第二电力电子开关、第三电力电子开关及第四电力电子开关关断。
15、在一种可选的实施方式中，对于每相，处于第一种运行状态、第二种运行状态下的双端口子模块数量为：
16、
17、式中，n1为处于第一种运行状态下的双端口子模块数量；n2为处于第二种运行状态下的双端口子模块数量；uc为支撑电容电压。
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1.一种模块化多电平换流器，其特征在于，换流器的每相包括上桥臂及下桥臂，所述上桥臂与所述下桥臂同时复用多个双端口子模块，其中，
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述双端口子模块包括：第一电力电子开关、第二电力电子开关、第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关、第六电力电子开关及支撑电容，其中，
4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，每个电力电子开关均由IGBT及二极管构成，其中，
5.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，对于每相，所述换流器正常运行时，上桥臂输出电压与下桥臂输出电压满足下述关系式：
6.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，在对换流器调制过程中，所述双端口子模块的上下桥臂输出电压参考波为：
7.根据权利要求6所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述双端口子模块有两种运行状态，其中，
8.根据权利要求7所述的模块化多电平换流器，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器，其特征在于，换流器的每相包括上桥臂及下桥臂，所述上桥臂与所述下桥臂同时复用多个双端口子模块，其中，
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述双端口子模块包括：第一电力电子开关、第二电力电子开关、第三电力电子开关、第四电力电子开关、第五电力电子开关、第六电力电子开关及支撑电容，其中，
4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，每个电力电子开关均由igbt及二极管构成，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：许彬，张升，王成昊，林金娇，高冲，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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