[发明专利]一种具有直流故障穿越能力的模块化多电平变流器

摘要

本发明提供了一种具有直流故障穿越能力的模块化多电平变流器，其中模块分为第一模块和第二模块。第一模块与传统模块化多电平变流器中模块的结构相同，第二模块在第一模块的基础上增加了少量半导体开关、二极管和阻尼电阻。第一模块和第二模块均有电平叠加功能，但只有第二模块具有直流故障穿越能力。该具有直流故障穿越能力的模块化多电平变流器不仅能实现传统模块化多电平变流器功能，而且具备直流故障穿越能力。与现有具备直流故障穿越能力的模块化多电平电路相比，本电路所用器件少，结构简洁，传统模块化多电平变流器的调制和控制策略均适用，适合应用于高压大功率场合，特别是应用模块化多电平变流器且易发生直流故障的高压直流输电领域。

主权项

一种具有直流故障穿越能力的模块化多电平变流器，其特征在于，该变流器包括A相上下桥臂、B相上下桥臂以及C相上下桥臂；子模块包括第一模块和第二模块；所述A相上桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lap构成，所述A相下桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lan构成，所述电感Lap未与子模块连接的一端和电感Lan未与子模块连接的一端相连接并作为模块化多电平变流器的交流侧A相端口a；所述B相上桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lbp构成，所述B相下桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lbn构成，所述电感Lbp未与子模块连接的一端和电感Lbn未与子模块连接的一端相连接并作为模块化多电平变流器的交流侧B相端口b；所述C相上桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lcp构成，所述C相下桥臂由级联的X个第一模块、Y个第二模块以及连接在末端的电感Lcn构成，所述电感Lcp未与子模块连接的一端和电感Lcn未与子模块连接的一端相连接并作为模块化多电平变流器的交流侧C相端口c；其中，第一模块包括直流电容C1、半导体开关T1、半导体开关T2、续流二极管D1和续流二极管D2；所述半导体开关T1的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D1，所述半导体开关T2的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D2；所述半导体开关T1的发射极和半导体开关T2的集电极相连接作为第一模块的正极端A，所述半导体开关T2的发射极作为第一模块的负极端B，半导体开关T1的集电极与直流电容C1的正极相连接，半导体开关T2的发射极与直流电容C1的负极相连接；第二模块包括直流电容C2、直流电容C3、半导体开关T3、半导体开关T4、半导体开关T5、半导体开关T6、半导体开关T7、续流二极管D3、续流二极管D4、续流二极管D5、续流二极管D6、续流二极管D7、续流二极管D8和阻尼电阻R；所述半导体开关T3的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D3，所述半导体开关T4的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D4，所述半导体开关T5的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D5，所述半导体开关T6的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D6，所述半导体开关T7的发射极和集电极之间正向串联续流二极管D7；所述半导体开关T3的发射极和半导体开关T4的集电极相连接作为第二模块的正极端C，半导体开关T3的集电极与直流电容C2的正极相连接，半导体开关T4的发射极与直流电容C2的负极相连接，半导体开关T5的发射极和半导体开关T6的集电极相连接作为第二模块的负极端D，半导体开关T5的集电极与直流电容C3的正极相连接，半导体开关T6的发射极与直流电容C3的负极相连接，半导体开关T7的发射极与直流电容C2的负极相连接，半导体开关T7的集电极与直流电容C3的正极相连接，续流二极管D8的阴极与直流电容C2的正极相连接，续流二极管D8的阳极与阻尼电阻R的一端相连接，阻尼电阻R的另一端与直流电容C3的负极相连接。