[发明专利]高压直流输电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电系统，包括至少一个整流站和一个逆变站，它们通过直流电路相互连接，该系统还包括连于直流电路和ac网间的第三变换站。

所谓电压源变换电路在这里是指一种可控电压转换电路，该电路具有一个正极、一个负极和一个输出端，它用作正极端和负极端间的稳定直流电压源。在输出端和负极端间，变换电路有一可控直流电压，其值等于或低于正极端和负极端间的电压。

所谓可关断(extinguishable)半导体器件阀(valve)在这里是指由两个端子限定的一个或多个可关断功率半导体器件构成的一组功率半导体器件，它们作为一个单元工作，并具有能在一个方向上传输电流的特性。

所谓可关断功率半导体器件是指一种功率半导体器件，它能通过施加到控制输入的控制信号变成导电及非导电状态。这种可关断功率半导体器件可以是栅关断晶闸管(GTOs)、绝缘栅双极晶体管(IGBTs)和MOS控制的晶闸管(MCTs)。

所谓二极管阀在这里是指由两个端子限定的一个或多个二极管构成的一组二极管，它们作为一个单元工作，并具有能在一个方向上传输电流的特性。

所谓阀(valve)在这里是指带有一个反并联连接的二极管阀的可关断半导体阀。

背景技术

利用两个以上的变换站间的高压直流的输电系统，已知有两种不同的原则，即包括于输电设备中的变换站的串联和并联。串联是指所有站皆流过同一直流，通过每站的电压控制来进行功率控制。然而，实际上，这意味着相对限制了控制范围。变换站的并联是指所有站皆有同样的电压，靠通过各变换器的电流控制来进行功率控制。这种方式使可控性具有较大的自由度，但意味着必须按满电压设计每一站。这使造价提高，特别是在欲从直流线引出的功率较低的情况下。

美国专利文件US4259713公开了在高压直流输电系统中从直流线放出(即分出)功率的变换站。该变换站包括为比线电压低很多的电压设计的逆变器，该逆变器通过一直流电压变换器与直流线连接。直流电压变换器又除了感性和容性元件外、还包括二极管和脉冲控制的晶闸管。可以向该晶闸管提供用于可关断的振荡电路或将之设计成栅关断晶闸管。

直流电压变换器包括大量元件，且必须是对满线电压而设计，这意味着它变得较贵。由于从绝缘的角度来看必须对满线电压设计直流电压变换器，将它设计成封闭的室外装置是不合适的，而这在许多情况下是希望的。在晶闸管的控制失效或晶闸管自身失效时，会导致连续导通，逆变器和直流电压变换器中位于晶闸管和逆变器间的元件会遭受增高的直流电压。

发明概述

本发明的目有是提供一种本文开头所述的那种输电系统，能克服上述已有技术的缺点。

根据本发明的一高压直流输电系统，包括至少一个整流站和一个逆变站，它们通过直流连线互连，还包括接在直流连线和交流网络间的第三变换站，该变换站包括通过直流电压变换器与直流连线相连的变换器，该直流电压变换器包括至少第一和第二变换器级，每级皆有正极端、负极端和输出端，第二变换器级的正极端和负极端分别被连接到第一变换器级的输出端和地电位，第二变换器级的输出端被连接到第一变换器级的负极端，以形成直流电压变换器的输出，每个所述变换器级包括一个电压源变换电路，具有在一个公共连接点和第二可关断半导体阈和二极管阈之一串联的第一可关断半导体阀，串联连接的所述第一可关断半导体阀和第二可关断半导体阈和二极管阈之一被连接在相应的变换器级的所述正极端和负极端之间，所述公共连接点被连接在相应变换器级的所述输出端。

附图简述

下面将参照各附图借对实施例的说明详细介绍本发明，其中：

图1示意性地示出了本发明输电系统的单线图；

图2示意性地示出了本发明直流电压变换器中的变换电路的实施例；及

图3示意性地示出了本发明直流电压变换器的一般实施例。

优选实施例的描述