[发明专利]一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，通过软件过压保护和硬件过压保护两种方式旁路故障的功率模块，当监测到功率模块的电容电压值超过软件过压保护动作门限值时，功率模块向阀控系统申请旁路，阀控系统下发允许旁路命令后，功率模块进行旁路；当软件过压保护失效时，硬件过压保护自动启动，当功率模块的电容电压超过硬件过压保护门限时，硬件过压保护回路将功率模块全部全控型电力电子器件的触发脉冲闭锁并合闸旁路开关，其中软件过压保护门限值硬件过压保护门限值。

2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，软件过压保护门限Upsoft的计算公式为：Upsoft＝Vpk(1-ε)-(1-kmar)*(Ipk/Csm*τ)，其中，Vpk为全控型电力电子器件暂态最大关断电压，ε为对电容电压的测量误差，τ为链路延时，Csm为功率模块最小电容值，Ip k为故障电流最大值，kmar为过压保护门限值的裕量。

3.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，硬件过压保护门限Uphard的计算公式为：Uphard＝Ucmax(1+ε)+ΔU，ε为对电容电压的测量误差，Ucmax为在各种故障工况下，功率模块闭锁后所能达到的最大电容电压，ΔU为调节电压。

4.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，在功率模块的端口并联过电压下能自动击穿的电子式旁路开关(7)，当软件过压保护和硬件过压保护都失效时，故障功率模块的电容电压及端口电压上升，当功率模块端口电压超出电子式旁路开关击穿门限时，电子式旁路开关自动击穿，将故障功率模块从柔性直流输电系统功率主回路中旁路，硬件过压保护门限值过压自动击穿电力电子旁路开关动作门限值。

5.根据权利要求4所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，过压自击穿电力电子旁路开关(7)保护门限确定方法为：记全控型电力电子器件的集射极额定电压为Ucemax，过压自击穿电力电子旁路开关击穿电压最大值与最小值之间的差值为Uband，则过压自击穿电力电子旁路开关保护门限为(Ucemax-Uband)～Ucemax。

6.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，在每一对功率模块之间设置互联通讯，一对功率模块指相邻的两个功率模块，阀控系统同时通过相邻功率模块的通讯链路和当前功率模块的通讯连续下发当前模块的旁路命令。

7.根据如权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，在每个功率模块内部配置两个取能电源。

8.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，每个功率模块内部配置有主取能电源和辅取能电源，主取能电源给本功率模块的二次控制板卡供电，辅取能电源用于给与本功率模块互为相邻的功率模块二次控制板卡供电。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种柔性直流输电换流阀故障功率模块多重旁路保护方法，其特征在于，对于半桥型功率模块，合闸旁路开关前，先将半桥功率模块的下部全控型电力电子器件提前开通。