[发明专利]一种柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑阀塔

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑阀塔，属于换流阀阀塔领域，包括至少两个阀层，所述阀层包含半桥阀组件和全桥阀组件，所述半桥阀组件由N个半桥子模块构成，所述全桥阀组件由M个全桥子模块构成，M1、N1，M≠N；所述半桥阀组件与全桥阀组件的规格相同，且所述半桥阀组件与全桥阀组件的冷却液流量相同。半桥阀组件与全桥阀组件采用模块化结构，结构尺寸相同，且冷却液总流量要求相同；使得阀塔便于设计和施工，阀塔安装兼容性强。

技术领域

本发明涉及大功率电力电子整流和逆变装置，应用于大规模新能源柔性直流送出与消纳、高压柔性直流电网构建、高压交流电网柔性分区互联以及混合直流输电技术领域,特别是一种柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑阀塔。

背景技术

柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。与传统基于晶闸管的电流源型直流输电技术相比，柔性直流输电技术采用了全控型的电力电子器件IGBT，系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活，能够减少系统短路容量，提高电能质量；在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电和城市电网供电等方面具有明显的优势。

柔性直流输电技术应用于远距离大容量输电需要解决两个问题：一是大容量问题；二是直流侧短路故障的自清除问题。对于大容量的问题，只有通过提升直流电压等级来解决，将柔性直流输电电压等级提升至±800kV，其输送容量可达到5000MW，为解决直流侧短路故障的自清除问题，需在换流阀内增加全桥子模块。

从经济型、功能性和技术可操作性几方面，±800kV/5000MW柔性直流输电换流阀采用半桥和全桥子模块混合构成单阀，通过两类子模块的配比设置，可以满足特高压柔性直流输电换流阀直流故障穿越、直流零电压运行、阀组在线投退等多项功能的要求。柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑如图1所示，同相的两个桥臂单元和桥臂电抗器构成一个相单元，一个桥臂单元包括若干个阀段，一个阀段包括若干个功率模块。

然而，半桥子模块和全桥子模块拓扑结构不同，构成组件后的形状大小有差异，使得阀层与阀塔的设计困难，装配较为复杂、不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑阀塔，用以解决现有技术的阀塔装配不便的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种柔性直流输电用模块化多电平混合拓扑阀塔，包括至少两个阀层，所述阀层包含半桥阀组件和全桥阀组件，所述半桥阀组件由N个半桥子模块构成，所述全桥阀组件由M个全桥子模块构成，M1、N1，M≠N；所述半桥阀组件与全桥阀组件的规格相同，且所述半桥阀组件与全桥阀组件的冷却液流量相同。

进一步的，所述阀层安装半桥阀组件或者全桥阀组件。

进一步的，安装半桥阀组件的阀层与安装全桥阀组件的阀层相邻设置。

进一步的，所述阀层安装半桥阀组件和全桥阀组件。

进一步的，所述阀层之间安装有层间绝缘子。

进一步的，阀塔通过底部支撑架固定于地面上。

进一步的，所述底部支撑架上安装有底部绝缘子。

进一步的，所述M＝5，所述N＝4。

本发明的有益效果是：一个阀塔包含半桥、全桥混合拓扑结构两种阀组件；半桥阀组件与全桥阀组件采用模块化结构，结构尺寸相同，且冷却液总流量要求相同；使得阀塔便于设计和施工，阀塔安装兼容性强。