[发明专利]一种用于提高电力系统稳定性的三相换相系统

权利要求书

1.一种用于提高电力系统稳定性的三相换相系统，其特征在于，包括：送端三相和受端三相，其中送端的每一相均分别连接有各自的上桥臂和下桥臂，受端的每一相均分别连接有各自的上桥臂和下桥臂；送端的三个上桥臂通过上极线与受端的三个上桥臂相连，送端的三个下桥臂通过下极线与受端的三个下桥臂相连；送端三相分别接有各自的双向晶闸管TRA、TRB和TRC，三个双向晶闸管通过中极线与受端三相中的任意一相相连；

所述上桥臂或下桥臂由多个具有相同结构的通断可控的子模块串联构成；所述子模块为模块化多电平换流器的子模块；

1)交流输电状态：

初始状态下，A相上桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，子模块处于短路状态，A相下桥臂和双向晶闸管TRA开关器件均处于关断状态，此时送端的A相和受端的A相通过上极线连接；B相下桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，子模块处于短路状态，B相上桥臂和双向晶闸管TRB中开关器件均处于关断状态，此时送端的B相和受端的B相通过下极线连接；C相上下两桥臂关断，C相双向晶闸管TRC开通，此时送端的C相和受端的C相通过中极线连接；于是送端交流A、B、C三相分别通过换相回路和受端A、B、C三相连接；

2)直流输电状态：

当需要换相时，所有子模块的晶闸管VT1和晶闸管VT2为常开通状态，双向晶闸管TRA、双向晶闸管TRB和双向晶闸管TRC关断，IGBT V1和IGBT V2按照模块化多电平柔性直流控制方式进行通断，此时换相系统功率通过直流传输；

此时子模块有两种工作状态：

1)IGBT V1开通、IGBT V2关断；此时电流能双向流动，输出电压为子模块电容电压；

2)IGBT V1关断、IGBT V2开通；此时电流能双向流动，输出电压为零电压；通过控制改变子模块的数量，灵活改变换流器输出电压和功率；

3)恢复交流输电，同时换相：

将送端A相上桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，送端A相下桥臂和双向晶闸管TRA开关器件均处于关断状态，受端B相上桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，受端B相下桥臂所有子模块的开关器件均关断，此时送端的A相和受端的B相通过上极线连接；送端B相上下桥臂的所有子模块的开关器件均关断，双向晶闸管TRB开通，受端C相上下桥臂所有子模块的开关器件均关断，此时送端的B相和受端的C相通过中极线连接；送端C相下桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，送端C相上桥臂和双向晶闸管TRC开关器件均处于关断状态，受端A相下桥臂所有子模块的IGBT V2和晶闸管VT2开通，IGBT V1和晶闸管VT1关断，受端A相上桥臂所有子模块的开关器件均关断，此时送端的C相和受端的A相通过下极线连接；于是送端交流A、B、C三相分别通过换相回路和受端B、C、A三相连接，实现换相；

当潮流方向为反向时，换相方式相同。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，通过控制子模块投入的数量来改变受端三相的输出电压和功率。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，换相前系统为交流输电状态，换相时为模块化多电平柔性直流输电状态，换相后恢复交流输电状态，完成换相。