[发明专利]换流阀子模块单元、模块化多电平换流器及其控制方法

权利要求书

1.一种换流阀子模块单元，其特征在于：包括至少一个直流支撑电容、均压电阻、三个全控型开关模块、三个二极管、旁路开关和二次控制保护单元，其中，均压电阻与所有直流支撑电容相互并联；

第一全控型开关模块正端与电容正端相联，第一全控型开关模块负端连接于第二全控型开关模块负端，此连接点作为换流阀子单元输出端中的第一端；第二全控型开关模块正端连接第二二极管的阴极；第三二极管的阳极连接第二全控型开关模块的负端，第三二极管的阴极连接第三全控型开关模块的正端；电容负端与第二二极管的阳极及第三全控型开关模块的负端连接，此连接点作为换流阀子单元输出端中的第二端；

旁路开关两端并联在换流阀子模块单元输出端；

二次控制保护单元分别连接第一、第二、第三全控型开关模块的控制端和旁路开关的控制端。

2.如权利要求1所述的一种换流阀子模块单元，其特征在于：所述全控型开关模块包括全控型开关器件及与其反并联的二极管，其中，全控型开关器件的正极与反并联二极管的阴极相连端子定义为全控型开关模块的正端；全控型开关器件的负极与反并联二极管的阳极相连端子定义为全控型开关模块的负端。

3.如权利要求2所述的一种换流阀子模块单元，其特征在于：所述全控型开关器件采用IGBT，以IGBT的集电极作为所述全控型开关器件正极，以IGBT的发射极作为所述全控型开关器件的负极。

4.如权利要求2所述的一种换流阀子模块单元，其特征在于：所述全控型开关器件采用MOSFET，以MOSFET的源极作为所述全控型开关器件正极，以MOSFET的漏极作为所述全控型开关器件负极。

5.如权利要求2所述的一种换流阀子模块单元，其特征在于：所述全控型开关器件采用IGCT，以IGCT的阳极作为所述全控型开关器件正极，以IGCT的阴极作为所述全控型开关器件负极。

6.一种由如权利要求1所述的换流阀子模块为基本单元组成的模块化多电平换流器，其特征在于：包含若干个权利要求1所述的换流阀子模块单元，将一个换流阀子模块单元的第一端与另一个换流阀子模块单元的第二端同向顺序级联组成模块化多电平换流器。

7.一种如权利要求6所述的模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于实现其如下五种工作状态：

正向电流充电状态：第一至第三全控型开关模块均关闭，第一二极管导通，直流支撑电容充电；

正向电流旁路状态：第一全控型开关模块关闭，第二全控型开关模块关闭，第三全控型开关模块开通，第三二极管导通，直流支撑电容无电流流过；

负向电流放电状态：第一全控型开关模块开通，第二全控型开关模块关闭，第三全控型开关模块关闭，直流支撑电容放电；

负向电流旁路状态：第一全控型开关模块闭，第二全控型开关模块开通，第三全控型开关模块关闭，第二二极管导通，直流支撑电容无电流流过；

故障旁路状态：子模块单元内部发生故障时，旁路开关闭合，电流从旁路开关流过，子模块单元内部的二次控制保护单元全部停止运行。