[发明专利]一种混合型换流器及风力发电系统

权利要求书

1.一种混合型换流器，其特征在于，包括电压源型换流器(2)、第一相控换流器(3a)和第二相控换流器(3b)；

所述电压源型换流器(2)的直流正端与所述第一相控换流器(3a)的直流负端连接，所述第一相控换流器(3a)的直流正端用于与正极直流输电线路(8)连接，所述电压源型换流器(2)的直流负端与所述第二相控换流器(3b)的直流正端连接，所述第二相控换流器(3b)的直流负端用于与负极直流输电线路(9)连接；

所述电压源型换流器(2)的交流端、所述第一相控换流器(3a)的交流端和所述第二相控换流器(3b)的交流端用于与交流公共母线(14)连接。

2.如权利要求1所述的混合型换流器，其特征在于，所述电压源型换流器(2)用于控制交流公共母线(14)的交流电压，该交流电压作用到第一相控换流器(3a)和第二相控换流器(3b)上为第一相控换流器(3a)和第二相控换流器(3b)提供换相电压，使得在没有常规同步发电机组维持交流公共母线(14)的交流电压时仍正常工作。

3.如权利要求1或2所述的混合型换流器，其特征在于，所述第一相控换流器(3a)或所述第二相控换流器(3b)由一个或多个串联的六脉波相控换流桥组成，所述六脉波相控换流桥为基于晶闸管的三相全桥交流-直流变换电路。

4.如权利要求1或2所述的混合型换流器，其特征在于，所述电压源型换流器(2)为基于全控型开关器件的三相全桥交流-直流变换电路。

5.如权利要求1所述的混合型换流器，其特征在于，所述混合型换流器还包括：与所述第一相控换流器并联的第一旁路开关，以及与所述第二相控换流器并联的第二旁路开关；所述第一旁路开关用于在黑启动以及潮流反转时旁路第一相控换流器，所述第二旁路开关用于在黑启动以及潮流反转时旁路第二相控换流器，使得混合型换流器具有黑启动和潮流反转的功能。

6.如权利要求5所述的混合型换流器，其特征在于，所述第一旁路开关与所述第二旁路开关的结构相同；所述第一旁路开关包括机械开关(4)以及与所述机械开关串联的反并联晶闸管对(5a，5b)。

7.如权利要求6所述的混合型换流器，其特征在于，所述反并联晶闸管对为多个反并联的晶闸管串联而成。

8.一种风力发电系统，包括：交流公共母线(14)，第一升压变压器(18)，第二升压变压器(20)，第三变压器(12)，第四变压器(13)，混合型换流器(1)，以及分别连接至所述交流公共母线(14)的交流滤波单元(15)和无功补偿单元(16)；所述第一升压变压器(18)的输入端用于连接风电机组(17)，所述第一升压变压器(18)的输出端通过交流输电线路(19)连接至第二升压变压器(20)的输入端，第二升压变压器(20)的输出端通过交流输电线路(21)连接至所述交流公共母线(14)；其特征在于，所述混合型换流器(1)包括电压源型换流器(2)、第一相控换流器(3a)和第二相控换流器(3b)；

所述电压源型换流器(2)的直流正端与所述第一相控换流器(3a)的直流负端连接，所述第一相控换流器(3a)的直流正端通过第一电感(10)与正极直流输电线路(8)连接，所述电压源型换流器(2)的直流负端与所述第二相控换流器(3b)的直流正端连接，所述第二相控换流器(3b)的直流负端通过第二电感(11)与负极直流输电线路(9)连接；

所述电压源型换流器(2)的交流端通过所述第四变压器(13)连接至交流公共母线(14)；所述第一相控换流器(3a)的交流端和所述第二相控换流器(3b)的交流端分别通过第三变压器(12)连接至交流公共母线(14)。

9.如权利要求8所述的风力发电系统，其特征在于，所述混合型换流器还包括：与所述第一相控换流器并联的第一旁路开关，以及与所述第二相控换流器并联的第二旁路开关；所述第一旁路开关用于在黑启动以及潮流反转时旁路所述第一相控换流器，所述第二旁路开关用于在黑启动以及潮流反转时旁路所述第二相控换流器。

10.如权利要求9所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一旁路开关与所述第二旁路开关的结构相同；所述第一旁路开关包括机械开关(4)以及与所述机械开关串联的反并联晶闸管对(5a，5b)。

11.如权利要求10所述的混合型换流器，其特征在于，所述反并联晶闸管对为多个反并联的晶闸管串联而成。

12.如权利要求8-11任一项所述的风力发电系统，其特征在于，所述第一相控换流器(3a)和所述第二相控换流器(3b)的结构相同；所述第一相控换流器(3a)包括一个或多个串联的六脉波相控换流桥，所述六脉波相控换流桥为基于晶闸管的三相全桥交流或直流变换电路。