[实用新型]基于IGCT的单向全桥模块化多电平换流器

说明书

本实用新型提供一种基于IGCT的单向全桥模块化多电平换流器，所述多电平换流器包括多个桥臂，每个所述桥臂均包括多个相同的子模块，每个所述子模块均包括：IGCT单向全桥模块(1)；驱动电源(2)；缓冲电路(3)；电压裁剪电路(4)；直流电容(5)；平衡放电电路(6)；电流采集电路(8)；子模块控制器(9)。本实用新型的基于IGCT的单向全桥模块化多电平换流器，实现了直流故障自清除、直流变电压运行、功率反转等功能，同时具有损耗低、经济性成本低的优点，克服了其他结构的缺点，可在柔性直流输电系统或者混合直流输电系统中得到广泛的应用。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别涉及一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的单向全桥模块化多电平换流器。

背景技术

柔性直流输电已经成为目前最有潜质的新型电力传输方式，并且已经在大容量输电系统中得到了应用。

模块化多电平换流器是目前柔性直流输电所采用的最为主流的拓扑结构。现已投运的柔性直流输电工程多是采用基于绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)的常规的半桥模块化多电平换流器，但是这种半桥模块化多电平换流器在直流故障清除、直流变电压运行方式、功率反转等方面有很大的实现困难，同时，还存在系统运行时的损耗、经济性成本也较高的缺点。

目前已经提出了基于IGCT的半桥模块化多电平换流器，相较基于IGBT 的常规的半桥模块化多电平换流器，基于IGCT的半桥模块化多电平换流器进一步减小了运行损耗和减小了经济性成本。但是，基于IGCT的半桥模块化多电平换流器在发生直流系统架空线直流短路故障时，不具有自清除直流故障的功能，因而抵御直流短路故障的能力差。此外，对于电网换相换流器和模块化多电平换流器组成的混合直流输电系统，当需要进行在线功率反转时，基于IGCT的半桥模块化多电平换流器也无法实现直流电压的正向和反向的连续变换和调节作用。

现有技术中，若要实现直流输电系统的故障穿越和极性反转的目的，需要使用全桥模块化多电平换流器，其子模块的构造如图1所示，所述子模块所需功率器件数目多，运行损耗也大。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种基于IGCT的单向全桥模块化多电平换流器。

本实用新型的基于IGCT的单向全桥模块化多电平换流器，包括多个桥臂，每个所述桥臂均包括多个相同的子模块，

每个所述子模块均包括：IGCT单向全桥模块(1)；驱动电源(2)；缓冲电路(3)；电压采集电路(4)；直流电容(5)；平衡放电电路(6)；电流采集电路(8)；子模块控制器(9)，

其中，所述IGCT单向全桥模块(1)；驱动电源(2)；缓冲电路(3)；电压采集电路(4)；直流电容(5)；平衡放电电路(6)依次连接；

所述IGCT单向全桥模块(1)连接至所述电流采集电路(8)；

所述IGCT单向全桥模块(1)、电压采集电路(4)、平衡放电电路(6)、电流采集电路(8)均连接至所述子模块控制器(9)。

进一步，

所述IGCT单向全桥模块(1)包括IGCT S1和S2和两个开关管D1和 D2，

其中，

所述IGCT S1的阳极连接至所述开关管D1的第二电极，所述IGCT S1 的阴极连接至所述开关管D2的第二电极；

所述IGCT S2的阳极连接至所述开关管D1的第一电极，所述IGCT S2 的阴极连接至所述开关管D2的第一电极。

进一步，

所述IGCT S1的阴极连接至所述IGCT S1的门极驱动GDU1；

所述IGCT S2的阴极连接至所述IGCT S2的门极驱动GDU2。