BR112020016284A2 - Circuito de entrada de linha de grupo de válvulas de conversor dc híbrido, método e aparelho - Google Patents

Circuito de entrada de linha de grupo de válvulas de conversor dc híbrido, método e aparelho Download PDF

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Haiying Li
Songlin Chen
Qiang Zou
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Abstract

a presente invenção divulga um circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido dc para entrada de linha de um conversor de fonte de tensão de um conversor de híbrido dc, incluindo pelo menos: um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento de dc da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; ou pelo menos incluindo: um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de voltagem, um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo corrente. a presente invenção também descreve um método e aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas conversoras dc híbridas. o método inclui: primeiro desbloquear um conversor de fonte de tensão; conectar o conversor de fonte de tensão em paralelo às duas extremidades de um conversor de linha comutado; bloquear o conversor de linha comutado; conectar o conversor comutado em série ao conversor da fonte de tensão; e de linha entrando no conversor de linha comutado.

Description

1 / 22
CIRCUITO DE ENTRADA DE LINHA DE GRUPO DE VÁLVULAS DE CONVERSOR DC HÍBRIDO, MÉTODO E APARELHO Campo técnico
[01] A presente invenção refere-se ao campo da transmissão híbrida de corrente contínua de alta tensão (HVDC) que emprega conversores de fonte de tensão (VSCs) e transmissão HVDC que emprega conversores comutados por linha (LCCs) e, em particular, a um circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, método e aparelho. Descrição da Técnica Anterior
[02] A transmissão HVDC do tipo de fonte de corrente baseada em tiristor tem as vantagens de que a perda do conversor é pequena e o sistema DC pode ser reiniciado por meio de mudança de fase quando uma linha DC apresenta uma falha e as desvantagens de um conversor no lado do inversor funcionar em inversão ativa e não pode ser conectado a um sistema passivo; a falha de comutação é passível de ocorrer se houver perturbação no lado do inversor após acessar um sistema de AC fraco; e o consumo de energia reativa é alto, o conteúdo harmônico de tensão e corrente é alto e é necessário instalar um aparelho de filtro para fornecer energia reativa e filtragem. A transmissão por corrente contínua de alta tensão (VSC-HVDC) baseada em conversor de fonte de tensão tem como vantagens que a controlabilidade é alta, o sistema passivo pode ser acessado, não é necessário nenhum equipamento de compensação de potência reativa e tem as desvantagens de o conversor apresentar grandes perdas de comutação e o conversor modular de vários níveis com uma estrutura de meia ponte não pode controlar a corrente de falha quando o lado DC apresenta uma falha e, após a falha, a falha só pode ser removida desligando um disjuntor no lado AC.
[03] Para uma falha no lado DC, a empresa ABB a resolve usando um disjuntor DC com linhas DC adicionais, mas o disjuntor DC é alto em custos e a confiabilidade precisa ser verificada; Siemens AG resolve usando o conversor modular de vários níveis com uma estrutura do circuito em ponte completa, mas o conversor da estrutura do circuito de ponte completa é alto em perdas; Alstom resolve usando um circuito em ponte completa e
2 / 22 conectando um braço de ponte em série para um dispositivo de chave eletrônica de potência, mas a confiabilidade precisa ser verificada; a Universidade Zhejiang resolve conectando um diodo em série para um loop principal, mas o diodo não participa da conversão de energia, o que causa perda; e NR Electric Co., Ltd. usa um conversor híbrido DC com um ramo de derivação (bypass), no qual um conversor comutado de linha e o conversor de fonte de tensão estão conectados em série, o conversor de fonte de tensão adota apenas o conversor modular de vários níveis com uma estrutura de circuito de meia ponte, o conversor comutado por linha pode bloquear naturalmente a corrente de falha no lado DC, e o ramo derivação (bypass) pode proteger com segurança o conversor da fonte de tensão, mas a faixa de ajuste de tensão DC do conversor da fonte de tensão do conversor híbrido DC é limitada. Diferentemente do conversor comutado por linha, o conversor da fonte de tensão não pode ajustar a tensão para zero para obter a entrada de linha. Se o conversor da fonte de tensão for retirado devido a falha ou manutenção, o conversor híbrido DC precisará ser parado ou colocado em operação novamente somente quando a corrente DC for controlada a zero, o que afeta a operação de energia estável do sistema de transmissão DC. Resumo
[04] Um objetivo da presente invenção é fornecer um circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC para realizar a conversão paralela em série de um conversor de fonte de tensão e um conversor de fonte de corrente operando interruptores de campo DC, para fornecer uma entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC método para realizar a entrada de linha do conversor de fonte de tensão, ajustando a tensão e a potência DC e operando os interruptores de campo DC e fornecer um aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas do conversor híbrido DC para controlar o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas.
[05] Para alcançar o objetivo acima, a presente invenção adota a seguinte solução técnica: um circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC para entrada de linha de um conversor de fonte de tensão de um conversor híbrido DC, onde se uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de baixo nível,
3 / 22 o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas inclui pelo menos um comutador de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um comutador de barramento DC da tensão unidade de grupo de válvulas do tipo fonte, um comutador de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão e um comutador de derivação (bypass) de uma unidade do grupo de válvulas do tipo de fonte de corrente; e se a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de ponta, o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas incluirá pelo menos uma chave de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um comutador de barramento neutro da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um comutador de desvio da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um comutador de desvio da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente.
[06] O interruptor de linha que conecta o grupo de válvulas da fonte de tensão de tipo fonte da unidade de grupo de válvulas é ligado a um conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte e à unidade de grupo de válvulas de tipo corrente; o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é conectado ao conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão e um barramento DC; o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é ligado a um eletrodo positivo e um eletrodo negativo do conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas tipo fonte de tensão; o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente é ligado a um ânodo e a um cátodo de um conversor de linha comutado da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente; e o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é ligado ao conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão e um barramento neutro.
[07] O conversor de transmissão híbrido HVDC consiste da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente e a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão ligada em série, e possui quatro topologias de conexão em série: (1) um cátodo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente é ligado a um
4 / 22 eletrodo negativo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; ou (2) um ânodo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente é ligado a um eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; ou (3) o cátodo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente é ligado ao eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; ou (4) o ânodo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente é ligado ao eletrodo negativo da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão;
[08] a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente adota o conversor comutado de linha, e a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão adota um conversor de fonte de tensão ou múltiplos conversores de fonte de tensão ligados em paralelo.
[09] Se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é o grupo de válvulas de baixo nível, a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é próxima ao barramento neutro; e se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é o grupo de válvulas de alto nível, a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é próxima ao barramento DC.
[010] Se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é o grupo de válvulas de baixo nível, o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão adota um disjuntor DC capaz de quebrar a corrente de falha DC, ou um grupo de válvulas de diodo capaz de quebrar a corrente de falha DC é ligado em série entre o interruptor de barramento DC e o conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão do conversor híbrido DC, e um cátodo do grupo de válvulas de diodo e o eletrodo positivo do conversor de fonte de tensão são extremidades de conexão comuns; e se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é um grupo de válvulas de alto nível, o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão adota um disjuntor DC capaz de quebrar a corrente de falha DC, ou um grupo de válvulas de diodo capaz de quebrar a corrente de falha DC é ligado em série entre o interruptor de barramento neutro e o conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão do conversor híbrido DC, e um ânodo do grupo de válvulas
5 / 22 de diodo e o eletrodo negativo do conversor de fonte de tensão são extremidades de conexão comuns.
[011] A unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente adota o conversor comutado de linha, e inclui o conversor comutado de linha e uma montagem de interruptor de derivação (bypass); o conversor comutado de linha é ligado em paralelo ao interruptor de derivação (bypass); e duas extremidades da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente ligada em paralelo e respetivamente ligada a uma extremidade de um interruptor de desconexão, e a outra extremidade do interruptor de desconexão esta ligada em paralelo ao interruptor de derivação (bypass).
[012] A unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão adota o conversor de fonte de tensão, e inclui o conversor de fonte de tensão, um reator limitador de corrente, um grupo de válvulas de tiristor de derivação (bypass) e uma montagem de interruptor de derivação (bypass); o conversor de fonte de tensão está ligado em série ao reator limitador de corrente e depois é ligado em paralelo ao grupo de válvulas de tiristor de derivação (bypass); duas extremidades da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão ligadas em paralelo são, respetivamente, ligadas a uma extremidade do interruptor de desconexão, e a outra extremidade do interruptor de desconexão está ligada em paralelo ao interruptor de derivação (bypass). De maneira opcional, o disjuntor DC capaz de quebrar a corrente de falha DC é ligado em série entre o conversor de fonte de tensão e o reator limitador de corrente na unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão.
[013] O conversor comutado de linha é um circuito ponte de seis pulsos ou um circuito ponte de doze pulsos, o mesmo consiste de semicondutores de potência semi controlados que não podem ser desligados. O conversor de fonte de tensão é um ou mais dos seguintes: um conversor de dois níveis, um conversor multinível com pinça de diodo, um Conversor Multinível Modular (MMC), um Conversor Multinível Híbrido (HMC), um Conversor de Dois Níveis em Cascata (CSL) ou um Conversor de Dois Níveis Empilhado (CTL), o qual consiste de semicondutores de potência totalmente controlados que podem ser desligados. Os semicondutores de potência semi controlados que não podem ser desligados são,
6 / 22 geralmente, tiristores que não podem ser desligados. Os semicondutores de potência totalmente controlados que podem ser desligados são qualquer um ou mais dos seguintes: um Transistor Bipolar de Porta Isolada (IGBT), um Tiristor de Comutação de Porta Integrada (IGCT), um Tiristor Portão de Desligar (GTO), um Transistor de Efeito de Campo de Potência (Power MOSFET), um Transistor de Portão Aprimorado por Injeção de Elétrons (IEGT), um Tiristor de Comutação de Portão (GCT), ou um Transistor de Junção de Efeito de Campo Aprimorado de Carboneto de Silício (SiC-JFET).
[014] A presente invenção fornece também um método de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC aplicável ao circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, que inclui: quando só um conversor comutado de linha está operando e um conversor de fonte de tensão precisa ser colocado para operar, conectando uma extremidade do conversor de fonte de tensão a um potencial fixo; carregando o conversor de fonte de tensão; desbloqueando o conversor de fonte de tensão; controlando a tensão do conversor de fonte de tensão para ser o mesmo do que o conversor comutado de linha; conectando o conversor de fonte de tensão em paralelo a duas extremidades do conversor comutado de linha através da conversão paralela dos interruptores de campo DC; transferindo a potência DC do conversor comutado de linha ao conversor de fonte de tensão; bloqueando o conversor comutado de linha; ligando o conversor comutado de linha em série ao conversor de fonte de tensão através de uma série de interruptores de conversão de campo DC; e entrando em linha ao conversor comutado de linha.
[015] A conexão de uma extremidade do conversor de fonte de tensão ao potencial fixo é realizada conectando uma unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão a um barramento neutro e fechando um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão.
[016] A conversão paralela dos interruptores de campo DC está conectando a outra extremidade da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão a um barramento DC, e isso é realizado fechando um interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
7 / 22
[017] A conversão em série dos interruptores de campo DC possui dois casos: (1) se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de baixo nível, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão e abrindo o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; e (2) se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de ponta, abrindo o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a abertura do interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[018] A entrada de linha do conversor comutado de linha é realizada desbloqueando o conversor comutado de linha, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) para o conversor comutado de linha e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para aumentar a tensão DC.
[019] A presente invenção também fornece um aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas conversoras híbridos DC aplicável ao circuito de entrada de linha do grupo de válvulas conversoras híbrido DCs, incluindo uma unidade de detecção e uma unidade de controle, onde:
[020] a unidade de detecção está configurada para detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de desbloqueio, um sinal de bloqueio, e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de bloqueio, um sinal de bloqueio, e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas de tipo corrente, e detectar as posições dos interruptores de campo DC, a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; e
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[021] a unidade de controle estiver configurada ao conectar-se, ao receber o comando do operador de colocar um conversor de fonte de tensão em operação no caso em que um conversor comutado de linha tem um sinal de desbloqueio e um sinal de operação e o conversor de fonte de tensão ter um sinal de bloqueio, uma extremidade do conversor de fonte de tensão para um potencial fixo, carregue o conversor de fonte de tensão, desbloqueie o conversor de fonte de tensão, controle a tensão do conversor de fonte de tensão para que seja igual ao do conversor comutado de linha, conecte o conversor de fonte de tensão em paralelo a duas extremidades do conversor comutado de linha por meio da conversão paralela de interruptores de campo DC, transfira a energia DC do conversor comutado de linha para o conversor de fonte de tensão bloqueie o conversor comutado de linha, conecte o conversor comutado de linha por meio do conversão em série ao conversor da fonte de tensão por meio da conversão em série dos interruptores de campo DC, e de linha insira o conversor comutado de linha.
[022] A conexão de uma extremidade do conversor de fonte de tensão ao potencial fixo está conectando a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão ao barramento neutro, e isto é realizado fechando o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão.
[023] A conversão paralela dos interruptores de campo DC na unidade de controle está conectando a outra extremidade da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão ao barramento DC, e isto é realizado fechando o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão.
[024] A conversão em série dos interruptores de campo DC tem dois casos:(1) se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é um grupo de válvulas de baixo nível, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente, fechando um interruptor de linha que conecta o grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, e abrindo o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; e (2) se a unidade de grupo de
9 / 22 válvulas de tipo fonte de tensão é um grupo de válvulas de alto nível, abrindo o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, fechando o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de corrente, fechando o interruptor de linha conectando o grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, e abrindo o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão.
[025] A entrada em linha do conversor comutado de linha é realizada desbloqueando o conversor comutado de linha, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) ao conversor comutado de linha, e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para acrescentar a tensão DC.
[026] A presente invenção possui o efeito benéfico: é fornecido um circuito de entrada de conversor grupo de válvulas híbrido DC, o método, e aparelho. A entrada suave em linha do conversor de fonte de tensão é realizada ao ligar o conversor de fonte de tensão em paralelo a duas extremidades do conversor comutado de linha, transferindo a potência do conversor comutado de linha ao conversor de fonte de tensão, e depois ligando o conversor comutado de linha em série ao conversor de fonte de tensão, e colocando o conversor comutado de linha em operação, de forma que a operação estável de potência do sistema de transmissão HVDC seja assegurada. Breve Descrição das Figuras
[027] FIG. 1 mostra quatro topologias nas quais uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectada a uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão;
[028] FIG. 2 mostra quatro topologias típicas nas quais uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectada a uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão;
[029] FIG. 3 mostra um aparelho de transmissão HVDC consistindo em quatro topologias híbridas de conversor DC, com um grupo de válvulas de baixo nível composto por conversores de fonte de tensão;
[030] FIG. 4 mostra um aparelho de transmissão HVDC consistindo em quatro topologias
10 / 22 híbridas de conversor DC, com um grupo de válvulas de alto nível composto por conversores de fonte de tensão;
[031] FIG. 5 mostra um aparelho de transmissão HVDC que consiste em um conversor comutado por linha convencional no lado do retificador e dois conversores híbrido DCs no lado do inversor;
[032] FIG. 6 mostra um método de entrada de linha de grupo de válvulas de conversor híbrido DC de acordo com a presente invenção; e
[033] FIG. 7 mostra um aparelho híbrido de entrada em linha de grupo de válvulas de conversor DC de acordo com a presente invenção. Descrição Detalhada
[034] As modalidades da presente invenção são descritas com referência as figuras a seguir, e os mesmos componentes são numerados com os mesmos números de referência. FIG. 1 mostra quatro topologias nas quais uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectada a uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão de acordo com a presente invenção. FIG. 1(a) mostra a topologia na qual um cátodo X1 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado a um eletrodo negativo X4 da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão. FIG. 1 (b) mostra a topologia na qual um ânodo X2 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado a um eletrodo positivo X3 da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão. FIG. 1(c) mostra a topologia na qual o cátodo X1 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado ao eletrodo positivo X3 da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão. FIG. 1 (d) mostra a topologia na qual o ânodo X2 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado ao eletrodo negativo X4 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[035] FIG. 2 mostra quatro topologias nas quais uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente preferida está conectada a uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão de acordo com a presente invenção. FIG. 2 (a) mostra a topologia na qual um cátodo da unidade de grupo de válvulas de fonte de corrente preferida é conectado a um eletrodo
11 / 22 negativo da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão. FIG. 2 (b) mostra a topologia na qual um ânodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente preferencial é conectado a um eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão. FIG. 2 (c) mostra a topologia na qual o cátodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente preferencial está conectado ao eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão. FIG. 2(d) mostra a topologia na qual o ânodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente preferencial está conectado ao eletrodo negativo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão. A unidade atual do grupo de válvulas do tipo fonte inclui um conversor de linha comutado 1 e um conjunto de interruptor de derivação (bypass). O conversor de linha comutado 1 é conectado em paralelo ao interruptor de derivação (bypass) 3. Duas extremidades da unidade de grupo de válvulas do tipo corrente conectadas em paralelo são respectivamente conectadas 8 a uma extremidade de um interruptor de desconexão 5, 6, e a outra extremidade do interruptor de desconexão 5, 6 é conectado em paralelo a um interruptor de derivação (bypass) 4. A unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão inclui um conversor de fonte de tensão 2 e um conjunto de interruptor de derivação (bypass). O conversor da fonte de tensão 2 é conectado em série a um reator limitador de corrente 11 e, em seguida, conectado em paralelo a um interruptor eletrônico de potência de derivação (bypass) 7. Duas extremidades da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão conectadas em paralelo são respectivamente conectadas a uma extremidade de um o comutador de linha de conexão do grupo de válvulas 9 e uma extremidade de um interruptor de barramento 10 e a outra extremidade do interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 e a outra extremidade do interruptor de barramento 10 são conectados em paralelo a um interruptor de derivação (bypass) 8. Para corresponder à capacidade do conversor de linha comutado 1, o conversor de fonte de tensão 2 é um conversor ou uma pluralidade de conversores conectados em paralelo. Opcionalmente, para suprimir melhor a corrente de falha DC, um disjuntor DC capaz de quebrar a corrente de falha DC é adicionado entre o conversor de fonte de tensão 2 e o reator limitador de corrente
11.
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[036] Modalidade 1:
[037] FIG. 3 mostra uma modalidade na qual o aparelho de transmissão HVDC consiste nas quatro topologias mostradas na FIG. 2, com o grupo de válvulas de baixo nível composto por conversores de fonte de tensão, em que uma estação retificadora 27 é conectada a uma estação inversora 28 por meio de uma linha DC 15. Um conversor negativo e um conversor positivo da estação retificadora 27 são formados respectivamente pelas topologias (1) 23 e (2) 24 na FIG. 2, e um conversor positivo e um conversor negativo da estação inversora 28 são respectivamente formados pelas topologias (3) 25 e (4) 26. Um grupo de válvulas 1 inclui um conversor de linha comutado, que é conectado a um enrolamento secundário de um transformador de transmissão HVDC do tipo fonte de corrente baseado em tiristor 18. O grupo de válvulas 2 inclui um conversor de fonte de tensão, conectado a um enrolamento secundário de um transformador de transmissão VSC-HVDC 19. Deve-se ressaltar que uma rede elétrica AC é trifásica. No entanto, apenas uma fase é mostrada na FIG. 3 para maior clareza. Um enrolamento primário do transformador de transmissão HVDC é conectado e desconectado da rede elétrica AC 22 por meio de um interruptor AC 21. Se o conversor de fonte de tensão 2 fornecer energia reativa ao conversor de fonte de corrente 1, um filtro AC será menos configurado ou não configurado. Para suprimir a corrente de circulação do braço de ponte do conversor de fonte de tensão e a corrente de sobretensão sob a falha, é fornecido um reator de braço de ponte 20. A fim de suavizar a tensão DC do circuito DC e suprimir a falha da corrente DC, um reator de suavização 13 e o reator limitador de corrente 11 são fornecidos. FIG. 3 mostra um eletrodo de aterramento 16, configurado para conectar um conversor a um eletrodo de aterramento. Um filtro DC 14 é disposto entre a linha DC 15 e uma linha de conexão do bloco de válvulas 17. O interruptor da linha de conexão do grupo de válvulas 9 está próximo ao conversor de fonte de tensão 2 e o interruptor de barramento CC 12 é conectado entre o interruptor da linha de conexão do grupo de válvulas 9 e o barramento DC.
[038] O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas do conversor híbrido DC é usado para a entrada de linha do conversor de fonte de tensão 2. A unidade do grupo de válvulas do
13 / 22 tipo fonte de tensão na FIG. 3 é um grupo de válvulas de baixo nível e o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas inclui pelo menos um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento CC 12 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) 8 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) 4 de uma unidade de grupo de válvulas do tipo corrente.
[039] Quando apenas o conversor de linha comutado 1 está operando, os interruptores 5 e 6 da unidade do grupo de válvulas do tipo corrente estão na posição fechada e o interruptor de derivação (bypass) 3 e o interruptor de derivação (bypass) 4 estão na posição aberta; o interruptor da linha de conexão do grupo de válvulas 9, o interruptor de barramento 10 e o interruptor de barramento DC 12 da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão estão na posição aberta, o interruptor eletrônico de potência de derivação (bypass) 7 está no estado de desligamento e o interruptor de derivação (bypass) 8 está na posição fechada. Quando o conversor da fonte de tensão 2 precisar ser colocado em operação, o interruptor de barramento 10 está fechado, o conversor de fonte de tensão 2 é carregado, o conversor de fonte de tensão 2 é desbloqueado, a tensão do conversor de fonte de tensão 2 é controlada para ser a mesma que a do conversor de linha comutado 1, o interruptor de barramento DC 12 está fechado, o conversor de fonte de tensão 2 é conectado em paralelo às duas extremidades do conversor de linha comutado 1, a energia DC é transferida do conversor de linha comutado 1 para o conversor 2 da fonte de tensão e o conversor de linha comutado 1 é bloqueado e, neste caso, a potência operacional do conversor de fonte de tensão 2 é igual à potência operacional anterior do conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 8 está aberto, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está fechado, o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas 9 está fechado e o interruptor do barramento DC 12 está aberto. A estação retificadora 27 e a estação inversora 28 podem, respectivamente, realizar as operações anteriores para realizar a transferência de energia do conversor de linha comutado 1 para o conversor de fonte de tensão 2. Quando os conversores de linha comutados 1 da estação retificadora 27 e a estação
14 / 22 inversora 28 estão todos definidos, o conversor de linha comutado 1 é desbloqueado, a corrente DC é controlada para transferir 10 do interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 para o conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está aberto para controlar o ângulo de disparo do conversor de linha comutado 1 e aumenta a tensão DC para realizar a entrada de linha do conversor de linha comutado 1 e, até agora, o conversor de linha comutado 1 e o conversor 2 da fonte de tensão operam em série.
[040] Para impedir que o sistema de transmissão DC seja bloqueado devido à falha na linha DC ou na linha AC durante a conexão paralela do conversor de fonte de tensão 2 ao conversor de linha comutado 1, opcionalmente, um disjuntor DC capaz de interromper a DC a corrente de falha é adicionada entre o conversor da fonte de tensão 2 e o reator limitador de corrente 11, ou o interruptor de barramento DC 12 adota um disjuntor DC capaz de romper a corrente de falha DC ou um grupo de válvulas de diodo capaz de romper a corrente reversa da fonte de tensão o conversor 2 é conectado em série entre o interruptor de barramento DC 12 do conversor híbrido DC no lado do inversor e o conversor de fonte de tensão 2, e um cátodo do grupo de válvulas de diodo e um eletrodo positivo do conversor de fonte de tensão são extremidades de conexão comuns. Deve-se notar que a corrente reversa do conversor de fonte de tensão 2 no conversor híbrido DC no lado do inversor flui do eletrodo negativo para o eletrodo positivo do conversor de fonte de tensão 2.
[041] Modalidade 2:
[042] FIG. 4 mostra uma modalidade na qual o aparelho de transmissão HVDC consiste nas quatro topologias mostradas na FIG. 2, com o grupo de válvulas de alto nível composto por conversores de fonte de tensão, em que uma estação retificadora 27 é conectada a uma estação inversora 28 por meio de uma linha DC 15. Um conversor positivo e um conversor negativo da estação retificadora 27 são respectivamente formados pelas topologias (1) 23 e (2) 24 na FIG. 2, e um conversor negativo e um conversor positivo da estação inversora 28 são respectivamente formados pelas topologias (3) 25 e (4) 26. Um grupo de válvulas 1 é um conversor de linha comutado, que é conectado a um enrolamento secundário de um
15 / 22 transformador de transmissão HVDC do tipo fonte de corrente baseado em tiristor 18. O grupo de válvulas 2 é um conversor de fonte de tensão, conectado a um enrolamento secundário de um transformador de transmissão VSC-HVDC 19. Um enrolamento primário do transformador de transmissão HVDC é conectado e desconectado da rede elétrica AC 22 por meio de um interruptor AC 21. Se o conversor de fonte de tensão 2 fornecer energia reativa ao conversor de fonte de corrente 1, um filtro AC está menos configurado ou não está configurado. Para suprimir a corrente de circulação do braço de ponte do conversor de fonte de tensão e a corrente de sobretensão sob a falha, é fornecido um reator de braço de ponte
20. A fim de suavizar a tensão DC do circuito DC e suprimir a corrente de falha DC, um reator de alisamento 13 e o reator limitador de corrente 11 são fornecidos. FIG. 4 mostra um eletrodo de aterramento 16, configurado para conectar um conversor a um eletrodo de aterramento. Um filtro DC 14 é disposto entre a linha DC 16 e uma linha de conexão do bloco de válvula 17. O interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas 9 está próximo ao conversor de fonte de tensão 2 e o interruptor de barramento neutro 29 é ligado entre o interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 e o barramento neutro.
[043] O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas do conversor híbrido DC é usado para a entrada de linha do conversor de fonte de tensão 2. A unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão na FIG. 4 é um grupo de válvulas de alto nível e o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas inclui pelo menos um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento neutro 29 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) 8 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) 4 de uma unidade de grupo de válvulas de tipo corrente.
[044] Quando apenas o conversor de linha comutado 1 está operando, os interruptores 5 e 6 da unidade do grupo de válvulas de tipo corrente estão na posição fechada e o interruptor de derivação (bypass) 3 e o interruptor de derivação (bypass) 4 estão na posição aberta; o interruptor da linha de conexão do grupo de válvulas 9, o interruptor de desconexão 10 e o interruptor de barramento neutro 29 da unidade do grupo de válvulas de tipo fonte de tensão
16 / 22 estão na posição aberta, o interruptor eletrônico de potência de derivação (bypass) 7 está no estado desligado e o interruptor de derivação (bypass) 8 está na posição fechada. Quando o conversor de fonte de tensão 2 precisa ser colocado em operação, o interruptor de barramento neutro 29 é fechado, o conversor de fonte de tensão 2 é carregado, o conversor de fonte de tensão 2 é desbloqueado, a tensão do conversor de fonte de tensão 2 é controlada para ser a igual ao do conversor de linha comutado 1, o interruptor de barramento 10 está fechado, o conversor da fonte de tensão 2 é conectado em paralelo às duas extremidades do conversor de linha comutado 1, a energia DC é transferida do conversor de linha comutado 1 para o conversor 2 da fonte de tensão e o conversor de linha comutado 1 é bloqueado e, neste caso, a potência operacional do conversor de fonte de tensão 2 é igual à potência operacional anterior do conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 8 está aberto, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está fechado, o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas 9 está fechado e o interruptor de barramento neutro 29 está aberto. A estação retificadora 27 e a estação inversora 28 podem, respectivamente, realizar as operações anteriores para realizar a transferência de energia do conversor de linha comutado 1 para o conversor de fonte de tensão 2. Quando os conversores de linha comutados 1 da estação retificadora 27 e a estação inversora 28 estão todos configurados, o conversor de linha comutado 1 é desbloqueado, a corrente DC é controlada para transferir do interruptor de derivação (bypass) 3 ou do interruptor de derivação (bypass) 4 para o conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está aberto para controlar o ângulo de disparo do conversor de linha comutado 1 e o aumento da tensão DC para realizar a entrada de linha do conversor de linha comutado 1 e, até agora, o conversor de linha comutado 1 e o conversor 2 da fonte de tensão operam em série.
[045] Para impedir que o sistema de transmissão DC seja bloqueado devido à falha na linha DC ou na linha AC durante a conexão paralela do conversor de fonte de tensão 2 ao conversor de linha comutado 1, opcionalmente, um disjuntor DC capaz de interromper a corrente de falha DC é adicionado entre o conversor da fonte de tensão 2 e o reator limitador de corrente
17 / 22 11, ou o interruptor de barramento neutro 29 adota um disjuntor DC capaz de interromper a corrente de falha DC ou um grupo de válvulas de diodo capaz de quebrar a corrente reversa do conversor de fonte de tensão 2 é conectado em série entre o interruptor de barramento neutro 29 do conversor híbrido DC no lado do inversor e o conversor de fonte de tensão 2 e um ânodo do grupo da válvula de diodo e um eletrodo negativo do conversor da fonte de tensão são extremidades comuns da conexão.
[046] Modalidade 3:
[047] FIG. 5 mostra uma modalidade na qual um aparelho de transmissão HVDC consiste em um conversor composto por grupos de válvulas do tipo fonte de corrente convencionais e duas topologias mostradas na FIG. 2. A estação retificadora 27 do aparelho de transmissão HVDC é composta por uma topologia 30 com unidades de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente conectadas em série, e um conversor positivo e um conversor negativo da estação inversora 28 são respectivamente formados pelas topologias (3) 25 e (4) 26. Um grupo de válvulas 1 é um conversor de linha comutado, que é conectado a um enrolamento secundário de um transformador de transmissão HVDC do tipo fonte de corrente baseado em tiristor 18. O grupo de válvulas 2 é um conversor de fonte de tensão, conectado a um enrolamento secundário de um transformador de transmissão VSC-HVDC 19. A estação retificadora 27 é configurada com um filtro AC 32 para filtrar harmônicos e fornecer energia reativa, e é conectada e desconectada da rede elétrica AC 22 por meio de um interruptor AC 31. Para suprimir a corrente de circulação do braço de ponte do conversor de fonte de tensão e a corrente de sobretensão sob a falha, é fornecido um reator de braço de ponte 20. A fim de suavizar a tensão AC do circuito DC e suprimir a corrente de falha DC, são fornecidos um reator de alisamento 13 e o reator de limitação de corrente 11. FIG. 5 mostra um eletrodo de aterramento 16, configurado para conectar um conversor a um eletrodo de aterramento. A estação retificadora 27 é configurada com um filtro DC 14 entre a linha DC 15 e o condutor do eletrodo de aterramento 16. A estação inversora 28 é configurada com um filtro DC 14 entre a linha de conexão do grupo de válvulas 17 e o condutor do eletrodo de aterramento 16. A válvula o comutador de linha de conexão de grupo 9 da estação inversora está próximo ao
18 / 22 conversor de fonte de tensão 2, e o interruptor de barramento DC 12 está em ponte entre o interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 e o barramento de DC.
[048] O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas do conversor híbrido DC é usado para a entrada de linha do conversor de fonte de tensão 2. A unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão na FIG. 5 é um grupo de válvulas de baixo nível e o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas inclui pelo menos um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas 9 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento DC 12 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) 8 da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) 4 de uma unidade de grupo de válvulas do tipo corrente.
[049] Quando apenas o conversor de linha comutado 1 está operando, os interruptores 5 e 6 da unidade do grupo de válvulas do tipo corrente estão na posição fechada e o interruptor de derivação (bypass) 3 e o interruptor de derivação (bypass) 4 estão na posição aberta; o interruptor da linha de conexão do grupo de válvulas 9, o interruptor de barramento 10 e o interruptor de barramento DC 12 da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão estão na posição aberta, o interruptor eletrônico de potência de derivação (bypass) 7 está no estado de desligamento e o interruptor de derivação (bypass) 8 está na posição fechada. Quando o conversor de fonte de tensão 2 precisa ser colocado em operação, o interruptor de desconexão 10 é fechado, o conversor de fonte de tensão 2 é carregado, o conversor de fonte de tensão 2 é desbloqueado, a tensão do conversor de fonte de tensão 2 é controlada para ser a mesma como o conversor de linha comutado 1, o interruptor de barramento DC 12 está fechado, o conversor da fonte de tensão 2 é conectado em paralelo às duas extremidades do conversor de linha comutado 1, a energia DC é transferida do conversor de linha comutado 1 para o conversor de fonte de tensão 2 e o conversor de linha comutado 1 é bloqueado e, nesse caso, a potência operacional do conversor de fonte de tensão 2 é igual à potência operacional anterior do conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 8 está aberto, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está fechado, o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas 9 está fechado e o
19 / 22 interruptor de barramento DC 12 está aberto. A estação inversora 28 pode realizar as operações anteriores para realizar a transferência de energia do conversor de linha comutado 1 para o conversor da fonte de tensão 2. Quando os conversores de linha comutados 1 da estação retificadora 27 e a estação inversora 28 estiverem todos configurados, o conversor de linha comutado 1 é desbloqueado, a corrente DC é controlada para transferir do interruptor de derivação (bypass) 3 ou do interruptor de derivação (bypass) 4 para o conversor de linha comutado 1, o interruptor de derivação (bypass) 3 ou o interruptor de derivação (bypass) 4 está aberto para controlar o ângulo de acionamento do conversor de linha comutado 1 e aumentar a tensão DC para realizar a entrada de linha do conversor de linha comutado 1 e, até agora, o conversor de linha comutado 1 e o conversor de fonte de tensão 2 opera em série.
[050] Para impedir que o sistema de transmissão DC seja bloqueado devido à falha na linha DC ou na linha AC durante a conexão paralela do conversor de fonte de tensão 2 ao conversor de linha comutado 1, opcionalmente, um disjuntor DC capaz de interromper a corrente de falha DC é adicionada entre o conversor da fonte de tensão 2 e o reator limitador de corrente 11, ou o interruptor de barramento DC 12 adota um disjuntor DC capaz de romper a corrente de falha DC ou um grupo de válvulas de diodo capaz de interromper a corrente reversa do conversor de fonte de tensão 2 é conectado em série entre o interruptor de barramento DC 12 do conversor híbrido DC no lado do inversor e o conversor de fonte de tensão 2 e um cátodo do grupo de válvulas de diodo e um eletrodo positivo do conversor de fonte de tensão são extremidades de conexão comuns.
[051] FIG. 6 mostra um método de entrada de linha do grupo de válvulas do conversor híbrido DC, incluindo: quando apenas o conversor de linha comutado está em operação e é recebido um comando para colocar o conversor da fonte de tensão em operação, conectando uma extremidade do conversor da fonte de potencial fixo; carregar o conversor de fonte de tensão; desbloquear o conversor de fonte de tensão; controlar a tensão do conversor da fonte de tensão para ser a mesma do conversor de linha comutado; conectar o conversor de fonte de tensão em paralelo às duas extremidades do conversor de linha comutado por meio da conversão paralela dos interruptores de campo DC; transferência de energia DC do conversor
20 / 22 de linha comutado para o conversor da fonte de tensão; bloquear o conversor de linha comutado; conectar o conversor de linha comutado em série ao conversor de fonte de tensão por meio da conversão em série dos interruptores de campo DC; e de linha entrando no conversor de linha comutado.
[052] A conexão de uma extremidade do conversor da fonte de tensão ao potencial fixo é realizada conectando uma unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão a um barramento neutro e fechando um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[053] A conversão paralela dos interruptores de campo DC é realizada conectando a outra extremidade da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão a um barramento DC e fechando um interruptor de barramento de DC da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão. A conversão em série dos interruptores de campo DC possui dois casos: (1) se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de baixo nível, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo corrente, fechando um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão e abrindo o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão; e (2) se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de ponta, abrindo o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a abertura do interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[054] A entrada de linha do conversor de linha comutado é realizada desbloqueando o conversor de linha comutado, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) para o conversor de linha comutado e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para aumentar a tensão DC.
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[055] FIG. 7 mostra um aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas conversoras híbridas DC para realizar a entrada de linha de um grupo de válvulas conversoras de DC híbridas, incluindo:
[056] uma unidade de detecção 33, configurada para detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de desbloqueio, um sinal de bloqueio e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão, detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de desbloqueio, um sinal de bloqueio e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente e detecta as posições de interruptores de campo DC, a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; e
[057] uma unidade de controle 34, configurada para conectar, quando receber um comando do operador de colocar um conversor de fonte de tensão em operação no caso de um conversor comutado de linha ter um sinal de desbloqueio e um sinal de operação e o conversor da fonte de tensão ter um sinal de bloqueio, uma extremidade do conversor de fonte de tensão para um potencial fixo, carregue o conversor de fonte de tensão, desbloqueie o conversor de fonte de tensão, controle a tensão do conversor de fonte de tensão para que seja igual à do conversor ativado de linha, conecte o conversor de fonte de tensão em paralelo às duas extremidades do conversor comutado de linha por meio de conversão paralela de comutadores de campo DC, transfira a energia DC do conversor comutado de linha para o conversor de fonte de tensão, bloqueie o conversor comutado de linha, conecte o conversor comutado de linha em série ao conversor de fonte de tensão por meio da conversão em série dos comutadores de campo DC e, de linha, insira o conversor comutado de linha.
[058] A conexão de uma extremidade do conversor de fonte de tensão ao potencial fixo na unidade de controle é realizada conectando a unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão a um barramento neutro e fechando um interruptor de barramento neutro da unidade de controle do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[059] A conversão em série dos comutadores de campo DC na unidade de controle possui dois casos: (1) se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão for um grupo de
22 / 22 válvulas de baixo nível, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e abrindo o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas tipo fonte de tensão; e (2) se a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de alto nível, abrir a chave de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechar a chave de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de corrente, fechar o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e abrir o interruptor do barramento neutro da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
[060] A entrada de linha do conversor comutado de linha na unidade de controle é realizada desbloqueando o conversor comutado de linha, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) para o conversor comutado de linha e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para aumentar a tensão DC.
[061] O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas e o método proposto na presente invenção são usados para entrada de linha de um conversor de fonte de tensão de um conversor híbrido DC e são particularmente adequados para um conversor de fonte de tensão com uma faixa estreita de ajuste de tensão DC ou incapaz de ajustar a tensão DC para zero.
[062] As modalidades anteriores são apenas para descrever a ideia técnica da presente invenção e não se destinam a limitar o escopo de proteção da presente invenção. Qualquer modificação feita com base nas soluções técnicas de acordo com a ideia técnica da presente invenção deve estar dentro do escopo de proteção da presente invenção.

Claims (18)

REIVINDICAÇÕES:
1. Um circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC para inserir de linha um conversor de fonte de tensão de um conversor híbrido DC, em que se uma unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão for um grupo de válvulas de baixo nível, o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas CARACTERIZADO pelo fato de que compreende pelo menos um interruptor de linha de conexão de grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; e se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de ponta, o circuito de entrada de linha do grupo de válvulas compreenderá pelo menos um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão está conectado a um conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; o interruptor de barramento DC da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão é conectado ao conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de tensão e a um barramento DC; o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão está conectado a um eletrodo positivo e um eletrodo negativo do conversor de fonte de tensão da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectada a um ânodo e um cátodo de um conversor comutado de linha da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; e o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão é conectado ao conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão e um barramento neutro.
2. Circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o conversor de transmissão híbrido HVDC consiste na unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente e na unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão conectada em série, e possui quatro topologias de conexão em série: (1) um cátodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado a um eletrodo negativo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; ou (2) um ânodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado a um eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; ou (3) o cátodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente conectada ao eletrodo positivo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; ou (4) o ânodo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente está conectado ao eletrodo negativo da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente adota o conversor comutado de linha e a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão adota um conversor de fonte de tensão ou vários conversores de fonte de tensão conectados em paralelo.
3. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que se a unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão for o grupo de válvulas de baixo nível, a unidade de grupo de válvula de fonte de tensão estará próxima ao barramento neutro; e se a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for o grupo de válvulas de alto nível, a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão estará próxima ao barramento DC.
4. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão for o grupo de válvulas de baixo nível, o interruptor de barramento DC da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão adota um disjuntor DC capaz de interromper a corrente de falha DC ou um grupo de válvulas de diodo capaz de interromper a corrente de falha DC é conectado em série entre o interruptor de barramento DC e o conversor da fonte de tensão da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão do conversor híbrido DC e um cátodo do grupo de válvulas de diodo e o eletrodo positivo do conversor de fonte de tensão são terminais comuns da conexão; e se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for o grupo de válvulas de alto nível, o interruptor de barramento neutro da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão adota um disjuntor DC capaz de quebrar a corrente de falha DC ou um grupo de válvulas de diodo capaz de a corrente de falha DC de interrupção é conectada em série entre o interruptor de barramento neutro e o conversor de fonte de tensão da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão do conversor híbrido DC e um ânodo do grupo de válvulas de diodo e o eletrodo negativo do conversor de fonte de tensão são extremidades de conexão comuns.
5. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de grupo de válvulas do tipo de fonte de corrente adota o conversor comutado de linha e compreende o conversor comutado de linha e um conjunto de interruptor de derivação (bypass); o conversor comutado de linha é conectado em paralelo a um interruptor de derivação (bypass); e duas extremidades da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente conectadas em paralelo são conectadas respectivamente a uma extremidade de um interruptor de desconexão e a outra extremidade do interruptor de desconexão é conectada em paralelo a um interruptor de derivação (bypass).
6. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de grupo de válvulas de tipo de fonte de tensão adota o conversor de fonte de tensão e compreende o conversor de fonte de tensão, um reator limitador de corrente, um grupo de válvulas de tiristor de derivação (bypass) e um conjunto de interruptor de derivação (bypass) o conversor de fonte de tensão é conectado em série ao reator limitador de corrente e, em seguida, conectado em paralelo ao grupo de válvulas de tiristor de derivação (bypass); duas extremidades da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão conectada em paralelo são conectadas respectivamente a uma extremidade do interruptor de desconexão e a outra extremidade do interruptor de desconexão é conectada em paralelo ao interruptor de derivação (bypass).
7. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o conversor comutado de linha é um circuito de ponte de seis pulsos ou um circuito de ponte de doze pulsos, que consiste em semicondutores de potência semi-controlada que não podem ser desligados.
8. O circuito de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o conversor de fonte de tensão é um ou mais dos seguintes: um conversor de dois níveis, um conversor de vários níveis preso por diodo, um Conversor Modular Multinível (MMC), um Conversor Híbrido Multinível (HMC), um Conversor de dois níveis em Cascata (CSL) ou um Conversor de dois níveis Empilhado (CTL), que consiste em semicondutores de potência totalmente controlados e que podem ser desligados.
9. O método de entrada de linha de grupo de válvula conversora híbrida de DC aplicável ao circuito de entrada de linha de grupo de válvula conversora de DC híbrida, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: quando apenas um conversor comutado de linha está em operação e um conversor de fonte de tensão precisa ser colocado em operação, conectando uma extremidade do conversor de fonte de tensão a um potencial fixo; carregando o conversor de fonte de tensão; desbloqueando o conversor de fonte de tensão; controlando a voltagem do conversor de fonte de tensão igual à do conversor comutado de linha; conectando o conversor de fonte de tensão em paralelo às duas extremidades do conversor comutado de linha por meio da conversão paralela de interruptores de campo DC; transferência de energia DC do conversor comutado da linha para o conversor de fonte de tensão; bloqueando o conversor comutado de linha; conectando o conversor comutado de linha em série ao conversor de fonte de tensão por meio da conversão em série dos interruptores de campo DC; e de linha entrando no conversor comutado de linha.
10. O método de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a conexão de uma extremidade do conversor de fonte de tensão ao potencial fixo é realizada pela conexão de uma unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão a um barramento neutro e fechando um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
11. O método de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão paralela dos interruptores de campo DC é realizada conectando a outra extremidade da unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão a um barramento DC e fechando um interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
12. O método de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão em série dos interruptores de campo DC tem dois casos: (1) se a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de baixo nível, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e abrindo o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão; e (2) se a unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão for um grupo de válvulas de ponta, abrindo o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando o interruptor de derivação (bypass) da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando o interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a abertura do interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
13. O método de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de linha do conversor comutado de linha é realizada desbloqueando o conversor comutado por linha, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) para o conversor comutado por linha e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para aumentar a tensão DC.
14. O aparelho de entrada de linha do grupo de válvula conversora híbrida de DC aplicável ao circuito de entrada de linha do grupo de válvula conversora de híbrido DC, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma unidade de detecção e uma unidade de controle, em que: a unidade de detecção está configurada para detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de desbloqueio, um sinal de bloqueio e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, detectar tensão DC, corrente DC, um sinal de desbloqueio, um sinal de bloqueio e um sinal de operação de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente e detectar as posições dos interruptores de campo DC, a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente; e a unidade de controle estiver configurada para conectar-se, ao receber o comando de um operador de colocar um conversor de fonte de tensão em operação no caso de um conversor comutado de linha ter um sinal de desbloqueio e um sinal de operação e o conversor de fonte de tensão possuir um sinal de bloqueio, uma extremidade do conversor de fonte de tensão para um potencial fixo, carregue o conversor de fonte de tensão, desbloqueie o conversor de fonte de tensão, controle a tensão do conversor de fonte de tensão para que seja igual à do conversor alternado de linha, conecte o conversor da fonte de tensão em paralelo às duas extremidades do conversor comutado de linha por meio da conversão paralela de interruptores de campo DC, transfira a energia DC do conversor comutado de linha para o conversor de fonte de tensão, bloqueie o conversor comutado de linha, conecte o conversor comutado de linha em série para o conversor de fonte de tensão por meio da conversão em série dos interruptores de campo DC, e de linha, insira o conversor comutado de linha.
15. O aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a conexão de uma extremidade do conversor de fonte de tensão ao potencial fixo na unidade de controle é realizada conectando a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão a um barramento neutro e fechando um interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
16. O aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão paralela dos interruptores de campo DC na unidade de controle é realizada conectando a outra extremidade da unidade de grupo de válvulas de fonte de tensão a um barramento DC e fechando um interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
17. O aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a conversão em série dos interruptores de campo DC na unidade de controle tem dois casos: (1) se a unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão é baixa; grupo de válvulas finais, abrindo um interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão, fechando um interruptor de derivação (bypass) de uma unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de corrente, fechando um interruptor de linha de conexão do grupo de válvulas do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e abrir o interruptor de barramento DC da unidade de grupo de válvulas da fonte de tensão; e (2) se a unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão é um grupo de válvulas de alto nível, abrir o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas de tipo fonte de tensão, fechar o interruptor de derivação (bypass) da unidade de grupo de válvulas da fonte de corrente, fechar o comutador da linha de conexão do grupo de válvulas da unidade do grupo de válvulas do tipo fonte de tensão e abrir o interruptor de barramento neutro da unidade de grupo de válvulas do tipo fonte de tensão.
18. O aparelho de entrada de linha do grupo de válvulas de conversor híbrido DC, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a entrada de linha do conversor comutado de linha é realizada desbloqueando o conversor comutado por linha, controlando a corrente DC para transferir do interruptor de derivação (bypass) para o conversor comutado por linha e abrindo o interruptor de derivação (bypass) para aumentar a tensão DC.
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