[发明专利]模块化多电平换流器MMC的改进拓扑结构及换流站

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器MMC的改进拓扑结构，包括交流端口、直流端口和多个相单元，每个相单元包括上下两个桥臂，每个桥臂包括子模块组和电感，所述拓扑结构的交流端口分别基于各桥臂的交流端实现，其特征在于，所述拓扑结构还包括：

直流侧阻尼支路、分断支路和多个桥臂阻尼支路；

所述直流侧阻尼支路连接在所述拓扑结构的两个直流端口的正负极之间，用于在发生直流短路故障的情况下，吸收直流故障电流；

所述分断支路连接在各桥臂的直流端并联点与所述拓扑结构的一个直流端口之间，用于在发生直流短路故障的情况下，切断各相单元与所述直流端口之间的电连接；

所述桥臂阻尼支路串联在每个桥臂中的子模块组与电感之间，用于在发生直流短路故障的情况下，吸收所述电感产生的放电电流。

2.根据权利要求1所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述直流侧阻尼支路包括第一二极管和第一电阻，所述第一二极管的阳极连接所述第一电阻的一端；

所述第一二极管的阴极与所述拓扑结构的一个直流端口连接；所述第一电阻的另一端与所述拓扑结构的另一个直流端口连接。

3.根据权利要求2所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述第一二极管为耐高压二极管堆。

4.根据权利要求2所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述第一电阻的电阻值满足下述公式：

其中，R_dc为发生直流短路故障的情况下，所述拓扑结构直流侧的等效电阻；R_d为第一电阻R_d的电阻；L_dc为平波电抗器L_dc的电感；t_d为直流短路故障发生后，直流侧故障电流衰减到零的时长。

5.根据权利要求1所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述分断支路包括机械开关和分断器，所述机械开关的一端连接所述分断器的输入端；

所述机械开关的另一端连接各桥臂的直流端并联点；

所述分断器的输出端连接所述拓扑结构的一个直流端口。

6.根据权利要求5所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述分断器为多个全控型电力电子器件串联构成。

7.根据权利要求6所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述全控型电力电子器件包括第二二极管和第一绝缘栅双极型晶体管；

所述第二二极管的阴极连接所述第一绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述第二二极管的阳极连接所述第一绝缘栅双极型晶体管的发射极。

8.根据权利要求1所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述桥臂阻尼支路包括：第三二极管，第二绝缘栅双极型晶体管和第二电阻；

所述第三二极管的阴极分别连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的集电极，和所述第二电阻的一端，所述第三二极管的阳极分别连接所述第二绝缘栅双极型晶体管的发射极，和所述第二电阻的另一端；

所述第三二极管的阴极还连接所述桥臂的电感，所述第三二极管的阳极还连接所述桥臂的子模块组。

9.根据权利要求1所述的MMC的改进拓扑结构，其特征在于，所述拓扑结构还包括：故障检测模块，所述故障检测模块分别连接各所述相单元；

所述故障检测模块，用于获取各桥臂的电流峰值，若一个桥臂的电流峰值大于预设阈值，则确定所述拓扑结构发生直流短路故障。

10.一种换流站，其特征在于，所述换流站包括如权利要求1～9中任一项所述的模块化多电平换流器MMC的改进拓扑结构，所述换流站同时连接于直流电网和交流电网。