[发明专利]抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器及系统

权利要求书

1.一种抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，包括：

第一至第三变流链，所述第一至第三变流链的每条变流链包括多个全控型电压源子模块，并串联接入LCC-HVDC换流变压器与换流器交流端口之间，以控制串联电压以辅助阀组换相，并增加所述LCC-HVDC换流器的换相电压面积，其中，所述多个全控型电压源子模块均为单相电压源变流器结构，具有r个输出电平，其中，r为大于或等于3的正整数，每个全控型电压源子模块包括g个直流电容，其中，g为小于r且大于或等于1的正整数；

全控型电压源子模块内第u个直流电容正极与负极之间最大允许电压为U_Cu，u＝1、2、…、g，记允许的最大直流电压为U_M，则满足关系：

其中，所述全控型电压源子模块有四种工作状态：

旁路模式：动态串联电压补偿器内全部3n个全控型电压源子模块SM均受控处于旁路状态，每个全控型电压源子模块内部的直流电容电压u_kl(t)的控制目标电压均为0；

启动模式：所述动态串联电压补偿器内的变流链k分别独立控制各自所包含的n个全控型电压源子模块交替处于充电状态和旁路状态，将3n个全控型电压源子模块的直流电容电压从零充电到预设的热备电压U₀，其中，k＝10、20、30，U₀U_M；

热备用模式：所述动态串联电压补偿器内的变流链k分别独立控制各自所包含的n个全控型电压源子模块交替处于充电状态、旁路状态和放电状态，维持3n个全控型电压源子模块的直流电容电压在预设的热备电压U₀附近，其中，k＝10、20、30；

补偿模式：所述动态串联电压补偿器满足系统故障判据后立即进入所述补偿模式，根据当前时刻LCC-HVDC换流器各相桥臂的状态，决定动态串联电压补偿器DSVC各相变流链的运行状态。

2.根据权利要求1所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，所述每条变流链的正极端口分别与所述LCC-HVDC六脉动换流器的A相、B相和C相桥臂交流输出端A1、交流输出端B1和交流输出端C1三端相连，且所述每条变流链的负极端口分别与所述LCC-HVDC换流变压器副边的A2、B2和C2三端相连。

3.根据权利要求2所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，所述交流输出端A1为所述LCC-HVDC六脉动换流器A相上桥臂晶闸管阀组VT₄阴极与下桥臂晶闸管阀组VT₁阳极的连接点，所述交流输出端B1为所述LCC-HVDC六脉动换流器A相上桥臂晶闸管阀组VT₆阴极与下桥臂晶闸管阀组VT₃阳极的连接点，所述交流输出端C1为所述LCC-HVDC六脉动换流器A相上桥臂晶闸管阀组VT₂阴极与下桥臂晶闸管阀组VT₅阳极的连接点。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，所述多个全控型电压源子模块依次级联连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，所述多个全控型电压源子模块均采用全控型电力电子开关。

6.根据权利要求5所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器，其特征在于，所述全控型电力电子开关包括集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO和绝缘门极双极性晶体管IGBT。

7.一种电网换相高压直流输电系统，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一项所述的抑制常规直流换流站换相失败的串联电压补偿器。