CN105576953A - 一种mmc柔性直流换流阀及其子模块取电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种MMC柔性直流换流阀及其子模块取电电路，每个子模块的高压电容上连接有高压电源，高压电源连接低压电源，低压电源用于为子模块供电；其特征在于，每个低压电源还连接有至少一个邻近子模块的高压电源。本发明提供的一种MMC柔性直流换流阀电路，在每个MMC柔性直流换流阀中的高压电源模块采用冗余架构设计，能够在一个高压电源模块故障后还可以保证向控制电路中低压电源模块供电的可靠性。

Description

一种MMC柔性直流换流阀及其子模块取电电路
技术领域
本发明涉及柔性直流输电领域，尤其涉及一种MMC柔性直流换流阀子模块的双电源供电电路。
背景技术
MMC柔性直流输电换流阀每个桥臂通常由几百个子模块串联构成，当某一个子模块出现故障时，必须通过旁路开关将故障子模块迅速切除，才能使系统维持运行。然而一旦子模块供电电源出现故障，旁路开关将不能可靠闭合或闭合后不能将合闸信号正确上传至阀控，导致故障进一步扩大，最终要求系统跳闸停机。因此，一个稳定可靠的供电方法对于MMC柔性直流输电换流阀稳定运行显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种MMC柔性直流换流阀电路，用以解决现有MMC柔性直流换流阀电路中向控制电路的低压电源模块供电可靠性不高的问题，以提高MMC柔性直流输电换流阀运行的稳定性。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种MMC柔性直流换流阀子模块取电电路，每个子模块的高压电容上连接有高压电源，高压电源连接低压电源，低压电源用于为子模块供电，每个低压电源还连接有至少一个邻近子模块的高压电源。
进一步的，所述每个高压电源包括主高压电源和冗余高压电源，主高压电源连接其对应子模块的低压电源，冗余高压电源连接邻近子模块的低压电源。
优选的，所述高压电源模块与高压电容之间设有过电流保护装置。
优选的，所述高压电源模块的输出端串联有防反二极管。
一种MMC柔性直流换流阀，其串联的每个子模块的高压电容上连接有高压电源，高压电源连接低压电源，低压电源用于为子模块供电，每个低压电源还连接有至少一个邻近子模块的高压电源。
进一步的，所述每个高压电源包括主高压电源和冗余高压电源，主高压电源连接其对应子模块的低压电源，冗余高压电源连接邻近子模块的低压电源。
优选的，所述高压电源模块与高压电容之间设有过电流保护装置。
优选的，所述高压电源模块的输出端串联有防反二极管。
本发明提供的一种MMC柔性直流换流阀电路，在每个MMC柔性直流换流阀中的高压电源模块采用冗余架构设计，能够在一个高压电源模块故障后还可以保证向控制电路中低压电源模块供电的可靠性。
采用两个高压电源模块分别向本身所在MMC柔性直流换流阀子模块扩展电路中低压电源模块和相邻MMC柔性直流换流阀子模块扩展电路低压电源模块供电的设计，能够在任意一个MMC柔性直流换流阀子模块故障的情况下保障向控制电路中低压电源模块供电的可靠性。
另外，通过在高压电源模块正极输出端串联二极管的设计，能够有效的保障在双电源供电电路中、任意一个供电电源发生故障后都不会影响另外的一个供电电源，二者不会相互干扰。
附图说明
图1是实施例1双电源供电电路原理图；
图2是实施例2双电源供电电路原理图。
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。
实施例1
如图1所示，是本发明实施例1中高压电源模块具有双冗余架构的电气原理图。从图中可以看出，MMC柔性直流换流阀电路由并行的MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1和MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2构成，MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1和MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2均包括依次串联的MMC柔性直流换流阀子模块、并行的两个高压电源、低压电源、控制板卡SCE板，两个高压电源均从MMC柔性直流换流阀子模块的电容两端取电，且在高压电源的正极输入端串有熔断器F0，高压电源DY1的正极输出端串有二极管D1，高压电源DY2的正极输出端串有二极管D2。在MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中，高压电源DY1给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1的低压电源DY5供电，高压电源DY2给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2的低压电源DY6供电；在MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中，高压电源DY3给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1的低压电源DY5供电，高压电源DY4给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2的低压电源DY6供电；这样，在整个MMC柔性直流换流阀电路中，每个MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路的低压电源都同时由两个高压电源或者说是子模块供电，形成双电源冗余架构。
这样，在任意一个高压电源模块或者是MMC柔性直流换流阀子模块故障时，均能够由其冗余的高压电源模块或者MMC柔性直流换流阀子模块供电，以保障供电的可靠性。具体的，MMC柔性直流换流阀子模块双电源供电电路的工作方式如下：
高压电源DY1、DY2和高压电源DY3、DY4分别经熔断器F0、F1后从电容C0、C1两端高电压取电，并转换为控制回路使用的低电压DC220V。
高压电源DY1、DY3分别通过防反二极管D1、D3并联输出电压给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的低压电源DY5供电；同时，高压电源DY2、DY4分别通过防反二极管D2、D4并联输出电压给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的低压电源DY6供电；
当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的MMC柔性直流换流阀子模块出现故障而不能供电时，则MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的MMC柔性直流换流阀子模块在给本身所在控制电路的低压电源DY6供电的同时，还给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中控制回路的低压电源DY5供电；同理，当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的MMC柔性直流换流阀子模块出现故障时，则其控制回路的低压电源DY6由MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1供电支持。
当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的高压电源DY1出现故障时，则MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的低压电源DY5由MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的高压电源DY3供电支持；同理，当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的高压电源DY2出现故障时，则MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的高压电源DY2给低压电源模块DY6供电。而且，由于防反二极管的作用，当其中一个高压电源出现故障而造成电压输出降低时，通过防反二极管可以限制其对另一个高压电源产生影响。
其中，高电电源采用高电压隔离设计，为不同参考地的二次回路供电并联创造条件。
上述实施方式中给出了高压模块正极输入端接入的过电流保护装置是熔断器，作为其他实施方式，过电流保护装置还可以是热继电器等其他过电流保护装置，甚至是不要过电流保护装置。
上述实施方式中给出了在高压模块正极输出端串联二极管来防止某一高压电源模块故障从而影响另外一个高压电源模块的技术方案，作为其他实施方式，还可以不要二极管。
上述实施例给出了仅有两个MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路的实施例，作为其他实施方式，还可以是有两个以上MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路进行并行连接，他们之间的电源模块只要满足MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路中的低压电源模块能够从相邻MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路中取电的关系即可。
实施例2
如图2所示，是本发明实施例2的电气原理图。从图中可以看出，MMC柔性直流换流阀双电源供电电路由并行的MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1和MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2构成，MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1和MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2均包括依次串联的MMC柔性直流换流阀子模块、高压电源、低压电源、控制板卡SCE板，高压电源从MMC柔性直流换流阀子模块的电容两端取电，且在高压电源的正极输入端串有熔断器，高压电源的正极输出端均串有二极管。在MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中，高压电源DY1给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1的低压电源DY5供电的同时还给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的低压电源DY6供电；在MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中，高压电源DY4在给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2的低压电源DY6供电的同时还给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的低压电源DY5供电。这样，在整个MMC柔性直流换流阀电路中，每个MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路的低压电源都同时由两个高压电源供电，形成双电源冗余架构。
这样，在任意一个高压电源模块出现故障时，均能够由其冗余的高压电源模块给低压电源供电，以保障供电的可靠性。具体的，MMC柔性直流换流阀子模块双电源供电电路的工作方式如下：
高压电源DY1、DY2和高压电源DY3、DY4分别经熔断器F0、F1后从电容C0、C1两端高电压取电，并转换为控制回路使用的低电压DC220V。
MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的高压电源DY1通过防反二极管D1分别并联输出电压给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1控制电路中的低压电源DY5、MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的低压电源DY6；MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的高压电源DY4通过防反二极管D4分别并联输出电压给MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1控制电路中的低压电源DY5、MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的低压电源DY6。
当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的高压电源DY1出现故障时，则MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的低压电源DY5由MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的高压电源DY4供电支持；同理，当MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM2中的高压电源DY4出现故障时，则MMC柔性直流换流阀子模块及其扩展电路SM1中的高压电源DY1给低压电源模块DY6供电。而且，由于防反二极管的作用，当其中一个高压电源出现故障而造成电压输出降低时，通过防反二极管可以限制其对另一个高压电源产生影响。其中，高电电源采用高电压隔离设计，为不同参考地的二次回路供电并联创造条件。
以上给出了本发明具体的实施方式，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 (8)

1.一种MMC柔性直流换流阀子模块取电电路，每个子模块的高压电容上连接有高压电源，高压电源连接低压电源，低压电源用于为子模块供电；其特征在于，每个低压电源还连接有至少一个邻近子模块的高压电源。
2.根据权利要求1所述的一种MMC柔性直流换流阀子模块取电电路，其特征在于，所述每个高压电源包括主高压电源和冗余高压电源，主高压电源连接其对应子模块的低压电源，冗余高压电源连接邻近子模块的低压电源。
3.根据权利要求2所述的一种MMC柔性直流换流阀子模块取电电路，其特征在于，所述高压电源模块与高压电容之间设有过电流保护装置。
4.根据权利要求2所述的一种MMC柔性直流换流阀子模块取电电路，其特征在于，所述高压电源模块的输出端串联有防反二极管。
5.一种MMC柔性直流换流阀，其串联的每个子模块的高压电容上连接有高压电源，高压电源连接低压电源，低压电源用于为子模块供电；其特征在于，每个低压电源还连接有至少一个邻近子模块的高压电源。
6.根据权利要求5所述的一种MMC柔性直流换流阀，其特征在于，所述每个高压电源包括主高压电源和冗余高压电源，主高压电源连接其对应子模块的低压电源，冗余高压电源连接邻近子模块的低压电源。
7.根据权利要求6所述的一种MMC柔性直流换流阀，其特征在于，所述高压电源模块与高压电容之间设有过电流保护装置。
8.根据权利要求6所述的一种MMC柔性直流换流阀，其特征在于，所述高压电源模块的输出端串联有防反二极管。
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