[发明专利]一种基于模块化多电平换流器的HVDC兼UPFC系统

权利要求书

1.一种基于模块化多电平换流器的HVDC兼UPFC系统，包括换流装置(1、2、11)、接地电路(3、12)和直流输电线(13)；所述换流装置(1)包括变压器(7)、启动电路(5)和换流器(6)；其特征在于，

所述变压器(7)原边并联接入电网，所述变压器(7)副边依次与所述启动电路(5)和所述换流器(6)串联；所述换流器(6)两端并联接地电路(3)后，分成至少两条支路，支路一为接地电路(3)两端连接所述换流装置(2)后与所述电网连接，构成一组统一潮流控制器UPFC；支路二为接地电路(3)两端通过所述直流输电线(13)与所述换流装置(11)连接后与电网连接，构成一组柔性直流输电HVDC；所述直流输电线(13)与所述换流装置(11)之间并联接地电路(12)。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换流装置(11)包括启动电路(14)和换流器(15)；所述启动电路(14)串联在电网和所述换流器(15)之间。

3.如权利要求2任一所述的系统，其特征在于，所述换流装置(11)包括变压器(16)，设置在所述启动电路(14)和所述电网之间，用于系统电压与换流器(15)电压的匹配；所述变压器(16)原边与所述电网并联，其副边与所述启动电路(14)连接。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换流装置(2)包括变压器(10)、启动电路(8)和换流器(9)；所述变压器(10)原边串联在所述电网和负载之间，所述变压器(10)副边依次与所述启动电路(5)和所述换流器(6)串联。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接地电路(3、12)为接地电容或接地电阻，用于防止电位悬浮，固定系统电位；所述接地电容的中性点接地；所述接地电阻的中性点接地。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电容时，所述换流器(6)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和Q个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端通过电抗器与所述启动电路(5)连接；另一端与另两个桥臂的级联的子模块一端连接。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电容时，所述换流器(9)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和W个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端通过电抗器与所述启动电路(8)连接；另一端与另两个桥臂的级联的子模块一端连接。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电容时，所述换流器(15)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和R个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端通过电抗器与所述启动电路(14)连接；另一端与另两个桥臂的级联的子模块一端连接。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电阻时，所述换流器(6)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和N个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端与所述启动电路(5)连接，另一端串联电抗器后与另两个桥臂的电抗器连接。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电阻时，所述换流器(9)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和M个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端与所述启动电路(8)连接，另一端串联电抗器后与另两个桥臂的电抗器连接。

11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述接地电路(3、12)为所述接地电阻时，所述换流器(15)由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和P个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端与所述启动电路(14)连接，另一端串联电抗器后与另两个桥臂的电抗器连接。

12.如权利要求6-11任一所述的系统，其特征在于，所述子模块由半桥结构与直流电容并联构成，所述半桥结构包括两个串联的IGBT模块，每个IGBT模块包括反并联的IGBT和二极管；

所述半桥结构中点与IGBT发射极之间并联子模块旁路电路；

所述直流电容通过取能电源为子模块的控制电路提供电源。

13.如权利要求1-11任一所述的系统，其特征在于，所述启动电路(5、8、14)包括并联的电阻和开关。