CN105281545A - 一种柔性直流换流阀及其桥臂阻尼模块取能电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性直流换流阀及其桥臂阻尼模块取能电路，一个桥臂阻尼模块的取能电路包括至少一个高压隔离电源，高压隔离电源与子模块对应设置；一个高压隔离电源的输入用于连接一个子模块的直流支撑电容，高压隔离电源的输出用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。本发明的桥臂阻尼模块取能电路可靠性高、造价低，且不会对供电子模块造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路。
背景技术
在多端柔性直流输电工程运行过程中，只要其中一端发生直流故障，则所有换流站均需停运，严重影响多端柔直工程运行可靠性和可用率。为了有效解决该问题，实现换流站故障的快速隔离且不影响其他健全站的稳定运行，采用在MMC桥臂中串入阻尼模块的方式,该方式成本低、控制简单、可靠性高，且不需对现有柔直MMC拓扑结构进行修改。
同时，因桥臂阻尼模块不像其他子模块一样可通过储能电容给自身供电，必须采用其他的供电方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种桥臂阻尼模块取能电路，用以解决阻尼模块供电的问题。同时，还提供了一种应用了这种取能电路的柔性直流换流阀。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路，一个桥臂阻尼模块的取能电路包括至少一个高压隔离电源，高压隔离电源与子模块对应设置；一个高压隔离电源的输入用于连接一个子模块的直流支撑电容，高压隔离电源的输出用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
进一步的，一个桥臂阻尼模块取能电路由其相邻的两个子模块对应设置的高压隔离电源、阻断二极管，以及限流电阻和电压支撑电容构成；相邻的两个子模块的高压隔离电源的输入用于分别用于连接各自的直流支撑电容，相邻的两个子模块的高压隔离电源的输出分别通过一个阻断二极管后短接，短接端用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
进一步的，所述高压隔离电源的输入端还设有熔断器。
本发明的第二个方案是：
一种柔性直流换流阀，包括其桥臂阻尼模块取能电路，一个桥臂阻尼模块的取能电路包括至少一个高压隔离电源，高压隔离电源与子模块对应设置；一个高压隔离电源的输入用于连接一个子模块的直流支撑电容，高压隔离电源的输出用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
进一步的，一个桥臂阻尼模块取能电路由其相邻的两个子模块对应设置的高压隔离电源、阻断二极管，以及限流电阻和电压支撑电容构成；相邻的两个子模块的高压隔离电源的输入用于分别用于连接各自的直流支撑电容，相邻的两个子模块的高压隔离电源的输出分别通过一个阻断二极管后短接，短接端用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
进一步的，所述高压隔离电源的输入端还设有熔断器。
本发明中，一个桥臂阻尼模块均由至少一个子模块供电，其中高压隔离电源用于子模块高低电压间的隔离，限流电阻及电压支撑电容用于限制桥臂阻尼模块故障瞬间对子模块的冲击。
本发明还提出，通过一个桥臂阻尼模块相邻的两个子模块进行供电，高压隔离电源用于子模块高低电压间的隔离，还为不同参考地的二次回路并联创造条件；解决了不同子模块间电位不共地问题。采用阻断二极管用于阻断子模块故障对另一个子模块的影响。
附图说明
图1是本发明桥臂阻尼模块取能电路的一种实施方式的电路原理图；
图2是本发明桥臂阻尼模块取能电路的另一种实施方式的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
桥臂阻尼模块取能电路实施例
如图1的柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路，桥臂阻尼模块Z1通过其相邻的两个子模块SM1，SM2获取电能。通过相邻子模块向其提供电能，如何规避桥臂阻尼模块与供电子模块在故障时刻的相互影响，是限制该技术发展的难题。
电路包括：高压隔离电源（即图中所示的高压电源1、高压电容2），阻断二极管D1、D2，限流电阻R及电压支撑电容C。高压隔离电源输入连接子模块的直流支撑电容，输出低电容，分别通过阻断二极管后进行并联，然后经过限流电阻及电压支撑电容给阻尼模块控制回路提供电能，即连接阻尼模块控制回路的供电端口。限流电阻R与阻尼模块控制回路的供电端口是串联关系，电压支撑电容C与阻尼模块控制回路的供电端口是并联关系。
高压隔离电源用于实现高压直流到低压直流的转换以及隔离，现有技术中能够实现这种功能的电路结构比比皆是，因此在此不再赘述。
系统正常上电运行后，子模块SM1，SM2分别通过高压隔离电源将直流支撑电容上的高电压转换为供控制回路使用的低电压并分别引到阻尼模块取能输入端子上；阻尼模块Z1将从子模块SM1，SM2引入的低电压分别经过阻断二极管后进行并联；然后经过限流电阻及电压支撑电容给后级控制回路提供电能。
高压隔离电源用于子模块高低电压间的隔离，为不同参考地的二次回路并联创造条件。阻断二极管用于阻断子模块故障对另一个子模块的影响。限流电阻R及电压支撑电容C用于限制阻尼模块故障瞬间对子模块的冲击。
本实施例实现了供电电源的双冗余设计，极大提高了电路可靠性。作为其他实施方式，也可以将更多的子模块引出的低电压通过阻断二极管进行并联（短接）后通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。另外，功能的子模块也不可以不是相邻的子模块，可以是其他子模块。再者，还可以由单个子模块进行供电，如图2所示的那样，这种方式下，也可以不设置阻断二极管。
柔性直流换流阀实施例
柔性直流换流阀是采用了以上实施例中的桥臂阻尼模块取能电路的柔性直流换流阀，其他部分与现有柔性直流换流阀相同。故不再具体介绍柔性直流换流阀实施例。
以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路，其特征在于，一个桥臂阻尼模块的取能电路包括至少一个高压隔离电源，高压隔离电源与子模块对应设置；一个高压隔离电源的输入用于连接一个子模块的直流支撑电容，高压隔离电源的输出用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路，其特征在于，一个桥臂阻尼模块取能电路由其相邻的两个子模块对应设置的高压隔离电源、阻断二极管，以及限流电阻和电压支撑电容构成；相邻的两个子模块的高压隔离电源的输入用于分别用于连接各自的直流支撑电容，相邻的两个子模块的高压隔离电源的输出分别通过一个阻断二极管后短接，短接端用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔性直流换流阀桥臂阻尼模块取能电路，其特征在于，所述高压隔离电源的输入端还设有熔断器。
4.一种柔性直流换流阀，包括其桥臂阻尼模块取能电路，其特征在于，一个桥臂阻尼模块的取能电路包括至少一个高压隔离电源，高压隔离电源与子模块对应设置；一个高压隔离电源的输入用于连接一个子模块的直流支撑电容，高压隔离电源的输出用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
5.根据权利要求4所述的一种柔性直流换流阀，其特征在于，一个桥臂阻尼模块取能电路由其相邻的两个子模块对应设置的高压隔离电源、阻断二极管，以及限流电阻和电压支撑电容构成；相邻的两个子模块的高压隔离电源的输入用于分别用于连接各自的直流支撑电容，相邻的两个子模块的高压隔离电源的输出分别通过一个阻断二极管后短接，短接端用于通过限流电阻和电压支撑电容供电连接阻尼模块控制回路。
6.根据权利要求4或5所述的一种柔性直流换流阀，其特征在于，所述高压隔离电源的输入端还设有熔断器。
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