[发明专利]换流器、直流侧接地三级结构柔性直流系统及控制方法

权利要求书

1.一种直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述直流侧接地三级结构柔性直流系统为两端结构，一端为送端另一端为受端，每一端均包括换流变压器和换流器；换流器的直流电极包括正极、负极和第3极，其中每个直流电极均包括平波电抗器和具有直流电压和直流电流双向运行能力的模块化电平变换器，所述模块化电平变换器包括交流侧和直流侧，所述交流侧用于接换流变压器的三相电源，所述直流侧包括第一端子和第二端子，所述第一端子经过所述平波电抗器后作为直流电极接入直流线路，所述第二端子接地；所述模块化电平变换器为三相六桥臂结构，所述六桥臂结构为分别具有3个桥臂的上桥臂组和下桥臂组，每个桥臂由1个桥臂电感L_arm和若干子模块(SM₁～SM_n)串联构成，其中三个上桥臂并联为所述第一端子，三个下桥臂并联为所述第二端子；

所述控制方法包括：

当正极直流线路发生接地故障时，正极闭锁，第3极解锁运行为“临时正极”，柔性直流系统由第3极和负极传输功率同时将故障级电压和故障电流将为0；

当负极直流线路发生接地故障时，负极闭锁，第3极解锁运行为“临时负极”，柔性直流系统由正极和第3极传输功率同时将故障级电压和故障电流将为0；

正极和负极直流线路之间发生极间短路故障时，柔性直流系统转换到两正极并联或两负极并联运行模式；两负极并联运行转换过程如下：正极输出电压和电流都翻转作为“临时负极”，第3级解锁运行为“临时正极”，由第3级和两个负极传输功率同时将故障级电压和故障电流将为0；两正极并联运行转换过程如下：负极输出电压和电流都翻转作为“临时正极”，第3级解锁运行为“临时负极”，由第3级和两个正极传输功率同时将故障级电压和故障电流将为0；

故障清除后第3极闭锁，恢复到通过正负两极传输功率的双极运行模式。

2.根据权利要求1所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，当需要短时间内增大传输功率时，第3级周期性运行于正极性和负极性状态，交替配合负极和正极定向的传输功率；增容结束后第3极闭锁，恢复到通过正负两极传输功率的双极运行模式。

3.根据权利要求1所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述换流变压器采用绕组大于等于两个的三相变压器。

4.根据权利要求3所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述换流变压器为三相四绕组结构，一个交流绕组端子接交流电网，阀侧三个绕组端子分别接所述换流器的正极模块化电平变换器、负极模块化电平变换器和第3级模块化电平变换器的交流侧。

5.根据权利要求3所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述换流变压器为三相双绕组结构，正极模块化电平变换器、负极模块化电平变换器和第3级模块化电平变换器的交流侧均接有一个所述换流变压器，三个所述换流变压器的另一端并接交流电网。

6.根据权利要求1所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述第二端子直接接地或经电阻接地。

7.根据权利要求1所述的直流侧接地三级结构柔性直流系统控制方法，其特征在于，所述子模块为全电平子模块。