CN105099242B - 电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置 - Google Patents

电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电压源型多电平换流器,包括相单元,相单元包括第一、第二桥臂,第一桥臂的第一端点为相单元的第一直流端点,第二桥臂的第一端点为相单元的第二直流端点;第一桥臂、第二桥臂的第二端点短接,为相单元的交流端点;第一桥臂包括串联的第一模块和一个第一电抗器,第一电抗器的第一端点连交流端点,第二端点连第一模块的第一端点,第一模块的第二端点连第一直流端点;第二桥臂包括串联的第二模块和一个第二电抗器,第二电抗器的第一端点连交流端点,第二端点连第二模块的第一端点,第二模块的第二端点连第二直流端点;第一电抗器、第二电抗器的第二端点间连并联故障分流电路。本发明还公开了一种直流输电系统、故障处理方法和装置。

Description

电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置
技术领域
本发明涉及电力电子领域的换流器技术,尤其涉及一种电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置。
背景技术
电压源型多电平换流器是近几年备受关注的一种新型的适用于高压应用场景的换流器,其采用各子模块级联的方式,通过分别控制每个子模块的状态,可以使换流器输出的交流电压逼近正弦波,从而降低输出电压中的谐波含量。电压源型多电平换流器的出现解决了两电平电压源换流器存在的串联均压问题。
对于相关技术中的一些电压源型多电平换流器,在直流线路发生故障时交流网络可以向故障点提供故障电流,这会造成直流侧过流。解决上述问题的一种方法是在换流器的直流侧安装混合式高压直流断路器,以阻断交流网络向故障点提供故障电流的路径,从而阻止在直流线路发生故障时交流网络向故障点提供故障电流,避免引起直流侧过电流。
然而,相关技术中针对电压源型多电平换流器在直流线路发生故障时向故障点提供故障电流引起直流侧过电流的解决方案,其实现方法复杂,投入成本较高;因此,如何采用简单、经济的方式解决电压源型多电平换流器存在的直流线路发生故障时向故障点提供故障电流引起直流侧过电流的问题具有重要意义。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例期望提供一种电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置,以简单、经济的方式解决电压源型多电平换流器存在的直流线路发生故障时向故障点提供故障电流引起直流侧过电流的问题。
为达到上述目的,本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供了一种电压源型多电平换流器,
所述换流器包括至少一个相单元,每个所述相单元包括第一桥臂和第二桥臂,所述第一桥臂的第一端点作为所述相单元的第一直流端点,所述第二桥臂的第一端点作为所述相单元的第二直流端点;所述第一桥臂的第二端点和所述第二桥臂的第二端点短接,作为所述相单元的交流端点;
所述第一桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第一模块和一个第一电抗器,所述第一电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点,所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第一模块的第一端点,所述串联的至少两个第一模块的第二端点连接所述相单元的第一直流端点;
所述第二桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第二模块和一个第二电抗器,所述第二电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点,所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第二模块的第一端点,所述串联的至少两个第二模块的第二端点连接所述相单元的第二直流端点;
所述第一电抗器的第二端点和所述第二电抗器的第二端点之间连接有并联故障分流电路。
其中,所述并联故障分流电路包括一个晶闸管,所述第一电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阳极,所述第二电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阴极;或者,
所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管,所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阳极,所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阴极。
其中,所述并联故障分流电路还包括避雷器,
当所述并联故障分流电路包括一个晶闸管时,所述避雷器与所述一个晶闸管并联,当所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管时,所述避雷器与所述串联的至少两个晶闸管并联;
所述避雷器的第一端点连接所述第一电抗器的第二端点,所述避雷器的第二端点连接所述第二电抗器的第二端点。
其中,所述第一模块、第二模块分别包括:串联的第一可关断器件和第二可关断器件、与所述第一可关断器件反并联的第一二极管、与所述第二可关断器件反并联的第二二极管、储能元件,所述储能元件与所述第一可关断器件和第二可关断器件的串联支路并联;
其中,所述第一可关断器件的负极与所述第二可关断器件的正极相连,连接点作为所述第一模块的第二端点,第二可关断器件的负极作为所述第一模块的第一端点;或者,所述第二可关断器件的正极作为所述第一模块的第二端点,所述第二可关断器件的负极与所述第一可关断器件的正极相连,连接点作为所述第一模块的第一端点。
其中,所述储能元件为电容器。
其中,所述可关断器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、电子注入增强门极晶体管IEGT、集成门极换流晶闸管IGCT、金属氧化层半导体场效晶体管MOSFET或门极可关断晶闸管GTO。
其中,所述可关断器件为IGBT或IEGT时,所述可关断器件的正极为所述IGBT或IEGT的集电极,所述可关断器件的负极为所述IGBT或IEGT的发射极;
所述可关断器件为IGCT或GTO时,所述可关断器件的正极为所述IGCT或GTO的阳极,所述可关断器件的负极为所述IGCT或GTO的阴极;
所述可关断器件为MOSFET时,所述可关断器件的正极为所述MOSFET的漏极,所述可关断器件的负极为所述MOSFET的源极。
本发明实施例还提供了一种直流输电系统,所述系统包括本发明实施例所述的至少一个电压源型多电平换流器,每个所述电压源型多电平换流器的相单元的交流端点通过交流侧开关连接交流系统,且每个所述电压源型多电平换流器的第一直流端点、第二直流端点分别通过串联的电抗器及直流侧开关连接直流线路。
本发明实施例还提供了一种直流线路故障处理方法,所述方法应用于本发明实施例所述的直流输电系统,所述方法包括:
在检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开换流器的交流侧开关;
在所述交流侧开关跳开后,触发所述换流器中的并联故障分流电路;
在直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,指示跳开直流侧开关。
其中,在跳开直流侧开关之后,所述方法还包括:
等待设定的熄弧时间到达时,指示重合所述换流器的直流侧开关,并指示重合所述换流器的交流侧开关;
解锁所述换流器,恢复直流功率。
其中,所述跳直流侧开关电流定值为小于直流侧开关的断弧能力的值。
其中,所述熄弧时间按照直流线路的绝缘强度恢复时间进行设定。
其中,所述熄弧时间的取值范围为0.1ms-10s。
本发明实施例还提供了一种故障处理装置,所述装置应用于本发明实施例所述的直流输电系统,所述装置包括:
故障检测单元,用于检测直流线路是否发生故障;
故障处理单元,用于在所述故障检测单元检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开所述交流侧开关;在所述交流侧开关跳开后,触发所述换流器中的并联故障分流电路;
电流检测单元,用于检测直流侧故障电流,并在所述直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,通知所述故障处理单元;
所述故障处理单元还用于,在得到所述电流检测单元的通知后,指示跳开直流侧开关。
其中,所述故障处理单元进一步用于,在直流侧开关跳开之后,等待设定的熄弧时间到达时,指示重合所述换流器的直流侧开关,并指示重合所述换流器的交流侧开关;解锁所述换流器,恢复直流功率。
本发明实施例提供的一种电压源型多电平换流器、直流输电系统、故障处理方法和装置,在直流线路发生故障时通过触发并联故障分流电路中的晶闸管,可分担大部分故障回路的电流,有利于直流侧开关断开故障,从而实现柔性直流输电系统再启动,快速恢复直流功率。
附图说明
图1为本发明实施例的一种电压源型多电平换流器的相单元结构示意图;
图2a为本发明实施例的一种并联故障分流电路示意图;
图2b为本发明实施例的另一种并联故障分流电路示意图;
图3a为本发明实施例的再一种并联故障分流电路示意图;
图3b为本发明实施例的还一种并联故障分流电路示意图;
图4a为本发明实施例的一种第一模块、第二模块的结构示意图;
图4b为本发明实施例的另一种第一模块、第二模块的结构示意图;
图5为本发明实施例中三相电压源型多电平换流器组成的两端柔性直流输电系统拓扑结构示意图;
图6为本发明实施例的一种直流线路故障处理方法的流程图;
图7为本发明实施例的一种直流线路故障处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明实施例提供的一种电压源型多电平换流器,包括至少一个相单元,每个相单元包括第一桥臂和第二桥臂,第一桥臂的第一端点作为相单元的第一直流端点,第二桥臂的第一端点作为相单元的第二直流端点;第一桥臂的第二端点和第二桥臂的第二端点短接,作为相单元的交流端点;第一直流端点和第二直流端点用以接入直流网络,交流端点用以接入交流网络;
第一桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第一模块和一个第一电抗器,第一电抗器的第一端点连接相单元的交流端点,第一电抗器的第二端点连接串联的至少两个第一模块的第一端点,串联的至少两个第一模块的第二端点连接相单元的第一直流端点;
第二桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第二模块和一个第二电抗器,第二电抗器的第一端点连接相单元的交流端点,第二电抗器的第二端点连接串联的至少两个第二模块的第一端点,串联的至少两个第二模块的第二端点连接相单元的第二直流端点;
第一电抗器的第二端点和第二电抗器的第二端点之间连接有并联故障分流电路。
较佳的,本发明实施例中的并联故障分流电路可以包括一个晶闸管,第一电抗器的第二端点连接晶闸管的阳极,第二电抗器的第二端点连接晶闸管的阴极;或者,
并联故障分流电路也可以包括串联的至少两个晶闸管,第一电抗器的第二端点连接串联的晶闸管的阳极,第二电抗器的第二端点连接串联的晶闸管的阴极。
较佳的,本发明实施例中的并联故障分流电路还可以包括避雷器,
当并联故障分流电路包括一个晶闸管时,避雷器与一个晶闸管并联,当并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管时,避雷器与串联的至少两个晶闸管并联;
避雷器的第一端点连接第一电抗器的第二端点,避雷器的第二端点连接第二电抗器的第二端点。
较佳的,本发明实施例中的第一模块、第二模块分别包括:串联的第一可关断器件和第二可关断器件、与第一可关断器件反并联的第一二极管、与第二可关断器件反并联的第二二极管、储能元件,储能元件与第一可关断器件和第二可关断器件的串联支路并联;
其中,第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连,连接点作为前述第一模块的第二端点,第二可关断器件的负极作为前述第一模块的第一端点;或者,第二可关断器件的正极作为前述第一模块的第二端点,第二可关断器件的负极与第一可关断器件的正极相连,连接点作为前述第一模块的第一端点。
较佳的,储能元件可以是电容器。
可关断器件可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT,Insulated Gate BipolarTransistor)、电子注入增强门极晶体管(IEGT,Injection Enhanced Gate Transistor)、集成门极换流晶闸管(IGCT,Intergrated Gate Commutated Thyristors)、金属氧化层半导体场效晶体管(MOSFET,Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)或门极可关断晶闸管(GTO,Gate-Turn-Off Thyristor)。
其中,可关断器件为IGBT或IEGT时,可关断器件的正极为IGBT或IEGT的集电极,可关断器件的负极为IGBT或IEGT的发射极;
可关断器件为IGCT或GTO时,可关断器件的正极为IGCT或GTO的阳极,可关断器件的负极为IGCT或GTO的阴极;
可关断器件为MOSFET时,可关断器件的正极为MOSFET的漏极,可关断器件的负极为MOSFET的源极。下面结合具体附图,对本发明实施例的电压源型多电平换流器中的相单元结构进行详细说明。
如图1所示,为本发明实施例的一种电压源型多电平换流器的相单元结构示意图。相单元0包括第一桥臂100和第二桥臂200,第一桥臂100的第一端点作为相单元的第一直流端点P,第二桥臂200的第一端点作为相单元的第二直流端点N,第一直流端点P和第二直流端点N分别用以接入直流网络;第一桥臂100的第二端点和第二桥臂200的第二端点短接,作为相单元的交流端点A,交流端点A用以接入交流网络。第一桥臂100包括相互串联的至少两个可投切的第一模块101和一个第一电抗器102,第一电抗器102的第一端点连接相单元的交流端点A,第一电抗器102的第二端点X1连接串联的至少两个第一模块101的第一端点,串联的至少两个第一模块101的第二端点连接相单元的第一直流端点P;第二桥臂200包括相互串联的至少两个可投切的第二模块201和一个第二电抗器202,第二电抗器202的第一端点连接相单元的交流端点A,第二电抗器202的第二端点X2连接串联的至少两个第二模块201的第一端点,串联的至少两个第二模块201的第二端点连接相单元的第二直流端点N;
第一电抗器102的第二端点和第二电抗器202的第二端点之间连接有并联故障分流电路300。
较佳的,如图2a所示,本发明实施例的一种并联故障分流电路,可以由一个晶闸管301和避雷器302并联组成,且晶闸管301的阳极与第一电抗器102的第二端点X1相接,晶闸管301的阴极与第二电抗器202的第二端点X2相接。
再如图2b所示,本发明实施例的另一种并联故障分流电路,也可以由至少两个串联的晶闸管301和避雷器302组成,这些串联的晶闸管301又与避雷器302并联,且串联的晶闸管301的阳极与第一电抗器102的第二端点X1相接,串联的晶闸管301的阴极与第二电抗器202的第二端点X2相接。
较佳的,如图3a所示,本发明实施例的再一种并联故障分流电路,还可以由一个晶闸管301组成,且晶闸管301的阳极与第一电抗器102的第二端点X1相接,晶闸管301的阴极与第二电抗器202的第二端点X2相接。
再如图3b所示,本发明实施例的还一种并联故障分流电路,可以由至少两个串联的晶闸管301组成,且串联的晶闸管301的阳极与第一电抗器102的第二端点X1相接,串联的晶闸管301的阴极与第二电抗器202的第二端点X2相接。
即,图2a、2b与图3a、3b所示的并联故障分流电路结构相比,其并联故障分流电路内部设有避雷器,而避雷器所起到的作用是保护开关器件,防止因为过电压损坏器件。
图4a、4b所示为本发明实施例中第一模块或第二模块的两种结构示意图,该结构中包括可关断器件01、可关断器件03、二极管02、二极管03和储能元件C,其中,可关断器件01与二极管02反并联,可关断器件03与二极管04反并联;可关断器件01、03可以采用单个可控开关器件(如IGBT、IGCT、MOSFET、GTO等全控器件,本实施例后续以IGBI为例),也可以采用由至少两个可控开关器件串联构成的结构。在图4a所示的模块中,可关断器件01的发射极与可关断器件03的集电极相连,其连接点作为模块的第二端点,可关断器件01的集电极经由储能元件C连接可关断器件03的发射极,可关断器件03的发射极作为模块的第一端点。在图4b所示的模块中,可关断器件03的发射极与可关断器件01的集电极相连,其连接点作为模块的第一端点;可关断器件01的发射极经由储能元件C连接可关断器件03的集电极,可关断器件03的集电极作为模块的第二端点。
需要说明的是,在图1所示电路结构中的各元件,如电抗器、电阻、储能元件等,大多是指等效元件;也就是说,电路结构中的等效元件既可以是单个的元件,也可以是多个同样的元件级联(串联、并联等)而成。例如:并联故障分流电路既可以是由一个晶闸管组成,也可以是由至少两个晶闸管级联而成;所述的电抗器既可以是一个,也可以是由至少两个电抗器级联而成。对于本发明实施例中的任何等效元件,能够实现同样功能的任何等效电路应当都涵盖在本发明实施例的保护范围之内。
本发明实施例还提供了一种由上述实施例所述的至少一个电压源型多电平换流器所组成的直流输电系统,该系统中,每个电压源型多电平换流器的相单元的交流端点通过交流侧开关连接交流系统,且每个电压源型多电平换流器的第一直流端点、第二直流端点分别通过串联的电抗器及直流侧开关连接直流线路。
图5为由本发明实施例中三相电压源型多电平换流器组成的两端柔性直流输电系统拓扑结构示意图。图5中,换流器1和换流器2均由三个完全相同的如图1所示的相单元组成;换流器1的三个相单元的交流端点A通过交流侧开关ACB1连接至交流系统AC1,换流器1的第一直流端点P经电抗器01连接至直流侧开关DCB1的第一端点,换流器1的第二直流端点N经电抗器02连接至直流侧开关DCB2的第一端点,直流侧开关DCB1的第二端点连接第一条支流线路的第一端点,直流侧开关DCB2的第二端点连接第二条支流线路的第一端口;换流器2的三个相单元的交流端点A通过交流侧开关ACB2连接至交流系统AC2,换流器2的第一直流端点P经电抗器03连接至直流侧开关DCB3的第一端点,换流器2的第二直流端点N经电抗器04连接至直流侧开关DCB4的第一端点,直流侧开关DCB3的第二端点连接第一条支流线路的第二端点,直流侧开关DCB4的第二端点连接第二条支流线路的第二端点。
本发明实施例还提供了一种应用于直流输电系统的直流线路故障处理方法,该方法主要包括:
在检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开换流器的交流侧开关;
在交流侧开关跳开后,触发换流器中的并联故障分流电路;
在直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,指示跳开直流侧开关。
较佳的,在跳开直流侧开关之后,该方法还包括:
等待设定的熄弧时间到达时,指示重合换流器的直流侧开关,并指示重合换流器的交流侧开关;
解锁换流器,恢复直流功率。
较佳的,上述实施例中的跳直流侧开关电流定值为小于直流侧开关的断弧能力的值。
上述实施例中的熄弧时间按照直流线路的绝缘强度恢复时间进行设定。优选的,熄弧时间的取值范围为0.1ms-10s。
本发明上述实施例的直流线路故障处理方法可以独立实施于所述直流输电系统的每个换流器。
下面再结合图6进一步详细阐述本发明实施例的直流线路故障处理方法。如图6所示,主要包括:
步骤601,检测直流线路是否发生故障,如发生故障,执行步骤602;否则返回继续检测;
步骤602,立即闭锁换流器,并发出跳开换流器的交流侧开关的命令,指示跳开换流器的交流侧开关,进入步骤603;
步骤603,判断交流开关是否已跳开,如是,执行步骤504;否则,返回继续判断;
步骤604,在交流开关跳开后,立即触发并联故障分流电路中的晶闸管,进入步骤605;
步骤605,判断直流侧故障电流是否减小至小于设定的跳直流侧开关电流定值,如是,执行步骤606;否则,返回继续判断;
步骤606,在直流侧故障电流减小至小于设定的跳直流侧开关电流定值时,指示跳开直流侧开关,进入步骤607;
跳直流侧开关电流定值设定为小于直流侧开关的断弧能力的值。
步骤607,判断是否到达设定的熄弧时间,如是,执行步骤608;否则,返回继续判断;
熄弧时间可以按照直流线路的绝缘强度恢复时间进行设定,优选的取值范围为0.1ms-10s。
步骤608,指示重合换流器的直流侧开关,进入步骤609;
步骤609,指示重合换流器的交流侧开关,进入步骤610;
步骤610,解锁换流器,恢复直流功率。
下面再结合图5所示的直流输电系统,进一步详细阐述本发明实施例的直流线路故障处理方法。
设定跳直流侧开关电流定值为1000A,熄弧时间为100ms。当图5所示柔性直流输电系统中的直流线路K点发生短路时,柔性直流输电系统中的换流器1和换流器2的保护装置均检测到直流线路发生故障,随后立即闭锁换流器1和换流器2,同时发出跳开换流器的交流侧进线开关的命令;待交流侧开关跳开后,立即触发换流器1和换流器2中的并联故障分流电路中的晶闸管;随后当直流侧故障电流减小至小于1000A时,将跳开直流侧开关;经过息弧时间100ms的延时后,依次重合换流器1、2的直流侧开关、交流侧开关,并使换流器1、2重新解锁,恢复直流功率。
对应本发明实施例的直流线路故障处理方法,本发明实施例还提供了一种直流线路故障处理装置,所述装置应用于本发明实施例的直流输电系统,如图7所示,该装置包括:
故障检测单元701,用于检测直流线路是否发生故障;
故障处理单元702,用于在故障检测单元701检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开所述交流侧开关;在交流侧开关跳开后,触发换流器中的并联故障分流电路;
电流检测单元703,用于检测直流侧故障电流,并在直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,通知故障处理单元702;
所述故障处理单元702还用于,在得到电流检测单元703的通知后,指示跳开直流侧开关。
较佳的,故障处理单元703进一步用于,在直流侧开关跳开之后,等待设定的熄弧时间到达时,指示重合换流器的直流侧开关,并指示重合换流器的交流侧开关;解锁换流器,恢复直流功率。
需要说明的是,本发明实施例所述的直流线路故障处理装置可以设置于换流器结构的内部,也可以设置于换流器结构的外部;既可以为直流输电系统中的每个换流器单独设置一个直流线路故障处理装置,也可以为直流输电系统中所有换流器设置一个统一的直流线路故障处理装置。
本发明实施例带来至少以下技术效果:
1、本发明实施例提供的电压源型多电平换流器在直流线路故障期间通过触发并联故障分流电路中的旁路晶闸管,可分担大部分故障回路的电流,有利于直流开关断开故障;
2、本发明实施例提供的电压源型多电平换流器开断直流侧开关过程中,由于旁路晶闸管回路的存在,不会造成严重的过电压问题;
3、本发明实施例提供的电压源型多电平换流器中的并联故障分流电路实现简单,投入成本较小;
4、本发明实施例提供的直流线路故障处理方法,通过合理的再启动控制时序,在直流线路发生瞬时故障时可以实现柔性直流输电系统再启动,快速恢复直流功率;
5、本发明实施例提供的直流线路故障处理方法,操作过程简单可靠,易于实现。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电压源型多电平换流器,其特征在于,
所述换流器包括至少一个相单元,每个所述相单元包括第一桥臂和第二桥臂,所述第一桥臂的第一端点作为所述相单元的第一直流端点,所述第二桥臂的第一端点作为所述相单元的第二直流端点;所述第一桥臂的第二端点和所述第二桥臂的第二端点短接,作为所述相单元的交流端点;
所述第一桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第一模块和一个第一电抗器,所述第一电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点,所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第一模块的第一端点,所述串联的至少两个第一模块的第二端点连接所述相单元的第一直流端点;
所述第二桥臂包括相互串联的至少两个可投切的第二模块和一个第二电抗器,所述第二电抗器的第一端点连接所述相单元的交流端点,所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的至少两个第二模块的第一端点,所述串联的至少两个第二模块的第二端点连接所述相单元的第二直流端点;
所述第一电抗器的第二端点和所述第二电抗器的第二端点之间连接有并联故障分流电路。
2.根据权利要求1所述电压源型多电平换流器,其特征在于,
所述并联故障分流电路包括一个晶闸管,所述第一电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阳极,所述第二电抗器的第二端点连接所述晶闸管的阴极;或者,
所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管,所述第一电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阳极,所述第二电抗器的第二端点连接所述串联的晶闸管的阴极。
3.根据权利要求2所述电压源型多电平换流器,其特征在于,所述并联故障分流电路还包括避雷器,
当所述并联故障分流电路包括一个晶闸管时,所述避雷器与所述一个晶闸管并联,当所述并联故障分流电路包括串联的至少两个晶闸管时,所述避雷器与所述串联的至少两个晶闸管并联;
所述避雷器的第一端点连接所述第一电抗器的第二端点,所述避雷器的第二端点连接所述第二电抗器的第二端点。
4.根据权利要求1至3任一项所述电压源型多电平换流器,其特征在于,所述第一模块、第二模块分别包括:串联的第一可关断器件和第二可关断器件、与所述第一可关断器件反并联的第一二极管、与所述第二可关断器件反并联的第二二极管、储能元件,所述储能元件与所述第一可关断器件和第二可关断器件的串联支路并联;
其中,所述第一可关断器件的负极与所述第二可关断器件的正极相连,连接点作为所述第一模块的第二端点,第二可关断器件的负极作为所述第一模块的第一端点;或者,所述第二可关断器件的正极作为所述第一模块的第二端点,所述第二可关断器件的负极与所述第一可关断器件的正极相连,连接点作为所述第一模块的第一端点。
5.根据权利要求4所述电压源型多电平换流器,其特征在于,所述储能元件为电容器。
6.根据权利要求4所述电压源型多电平换流器,其特征在于,所述可关断器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、电子注入增强门极晶体管IEGT、集成门极换流晶闸管IGCT、金属氧化层半导体场效晶体管MOSFET或门极可关断晶闸管GTO。
7.根据权利要求6所述电压源型多电平换流器,其特征在于,
所述可关断器件为IGBT或IEGT时,所述可关断器件的正极为所述IGBT或IEGT的集电极,所述可关断器件的负极为所述IGBT或IEGT的发射极;
所述可关断器件为IGCT或GTO时,所述可关断器件的正极为所述IGCT或GTO的阳极,所述可关断器件的负极为所述IGCT或GTO的阴极;
所述可关断器件为MOSFET时,所述可关断器件的正极为所述MOSFET的漏极,所述可关断器件的负极为所述MOSFET的源极。
8.一种直流输电系统,其特征在于,所述系统包括权利要求1至7任一项所述的至少一个电压源型多电平换流器,每个所述电压源型多电平换流器的相单元的交流端点通过交流侧开关连接交流系统,且每个所述电压源型多电平换流器的第一直流端点、第二直流端点分别通过串联的电抗器及直流侧开关连接直流线路。
9.一种直流线路故障处理方法,其特征在于,所述方法应用于权利要求8所述的直流输电系统,所述方法包括:
在检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开换流器的交流侧开关;
在所述交流侧开关跳开后,触发所述换流器中的并联故障分流电路;
在直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,指示跳开直流侧开关。
10.根据权利要求9所述直流线路故障处理方法,其特征在于,在跳开直流侧开关之后,所述方法还包括:
等待设定的熄弧时间到达时,指示重合所述换流器的直流侧开关,并指示重合所述换流器的交流侧开关;
解锁所述换流器,恢复直流功率。
11.根据权利要求9或10所述直流线路故障处理方法,其特征在于,所述跳直流侧开关电流定值为小于直流侧开关的断弧能力的值。
12.根据权利要求10所述直流线路故障处理方法,其特征在于,所述熄弧时间按照直流线路的绝缘强度恢复时间进行设定。
13.根据权利要求12所述直流线路故障处理方法,其特征在于,所述熄弧时间的取值范围为0.1ms-10s。
14.一种故障处理装置,其特征在于,所述装置应用于权利要求8所述的直流输电系统,所述装置包括:
故障检测单元,用于检测直流线路是否发生故障;
故障处理单元,用于在所述故障检测单元检测到直流线路发生故障时,闭锁直流输电系统中的换流器,并指示跳开所述交流侧开关;在所述交流侧开关跳开后,触发所述换流器中的并联故障分流电路;
电流检测单元,用于检测直流侧故障电流,并在所述直流侧故障电流小于设定的跳直流侧开关电流定值时,通知所述故障处理单元;
所述故障处理单元还用于,在得到所述电流检测单元的通知后,指示跳开直流侧开关。
15.根据权利要求14所述故障处理装置,其特征在于,所述故障处理单元进一步用于,在直流侧开关跳开之后,等待设定的熄弧时间到达时,指示重合所述换流器的直流侧开关,并指示重合所述换流器的交流侧开关;解锁所述换流器,恢复直流功率。
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