[发明专利]电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置

权利要求书

1.一种电压源型多电平换流器，其特征在于，

所述换流器包括至少一个相单元，每个所述相单元包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的第一端点作为所述相单元的第一直流端点，所述第二桥臂的第一端点作为所述相单元的第二直流端点；所述第一桥臂的第二端点和所述第二桥臂的第二端点短接，作为所述相单元的交流端点；

所述第一桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第一模块和一个第一电抗器，所述第一电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点，所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第一模块的第一端点，所述串联的至少两个第一模块的第二端点连接所述相单元的第一直流端点；

所述第二桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第二模块和一个第二电抗器，所述第二电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点，所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第二模块的第一端点，所述串联的至少两个第二模块的第二端点连接所述相单元的第二直流端点；

所述第一电抗器的第二端点和所述第二电抗器的第二端点之间连接有并联故障分流电路。

2.根据权利要求1所述电压源型多电平换流器，其特征在于，

所述并联故障分流电路包括一个晶闸管，所述第一电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阳极，所述第二电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阴极；或者，

所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管，所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阳极，所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阴极。

3.根据权利要求2所述电压源型多电平换流器，其特征在于，所述并联故障分流电路还包括避雷器，

当所述并联故障分流电路包括一个晶闸管时，所述避雷器与所述一个晶闸管并联，当所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管时，所述避雷器与所述串联的至少两个晶闸管并联；

所述避雷器的第一端点连接所述第一电抗器的第二端点，所述避雷器的第二端点连接所述第二电抗器的第二端点。

4.根据权利要求1至3任一项所述电压源型多电平换流器，其特征在于，所述第一模块、第二模块分别包括：串联的第一可关断器件和第二可关断器件、与所述第一可关断器件反并联的第一二极管、与所述第二可关断器件反并联的第二二极管、储能元件，所述储能元件与所述第一可关断器件和第二可关断器件的串联支路并联；

其中，所述第一可关断器件的负极与所述第二可关断器件的正极相连，连接点作为所述第一模块的第二端点，第二可关断器件的负极作为所述第一模块的第一端点；或者，所述第二可关断器件的正极作为所述第一模块的第二端点，所述第二可关断器件的负极与所述第一可关断器件的正极相连，连接点作为所述第一模块的第一端点。

5.根据权利要求4所述电压源型多电平换流器，其特征在于，所述储能元件为电容器。

6.根据权利要求4所述电压源型多电平换流器，其特征在于，所述可关断器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、电子注入增强门极晶体管IEGT、集成门极换流晶闸管IGCT、金属氧化层半导体场效晶体管MOSFET或门极可关断晶闸管GTO。

7.根据权利要求6所述电压源型多电平换流器，其特征在于，

所述可关断器件为IGBT或IEGT时，所述可关断器件的正极为所述IGBT或IEGT的集电极，所述可关断器件的负极为所述IGBT或IEGT的发射极；

所述可关断器件为IGCT或GTO时，所述可关断器件的正极为所述IGCT或GTO的阳极，所述可关断器件的负极为所述IGCT或GTO的阴极；

所述可关断器件为MOSFET时，所述可关断器件的正极为所述MOSFET的漏极，所述可关断器件的负极为所述MOSFET的源极。

8.一种直流输电系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至7任一项所述的至少一个电压源型多电平换流器，每个所述电压源型多电平换流器的相单元的交流端点通过交流侧开关连接交流系统，且每个所述电压源型多电平换流器的第一直流端点、第二直流端点分别通过串联的电抗器及直流侧开关连接直流线路。