CN107534289A - 双极dc功率传输方案 - Google Patents

Abstract

一种双极DC功率传输方案（30）包括：第一和第二DC极，每个DC极包含在两端之间延伸的相应DC功率传输介质（40，42）；多个第一转换器（32）和多个第二转换器（34），其中第一DC极的DC功率传输介质（40）的每端分别操作地连接到多个第一转换器（32）中的至少一个转换器，并且第二DC极的DC功率传输介质（42）的每端分别操作地连接到多个第二转换器（34）中的至少一个转换器；控制器（36），编程为响应于故障（64）发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器（32，34）的一个或多个转换器；以及监测装置（38），配置成识别在其上故障（64）已发生的第一和第二DC极的有故障的DC极，其中控制器（36）还编程为在监测装置（38）已识别在其上故障（64）已发生的第一和第二DC极的有故障的DC极后，解除阻塞连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器（32，34）。

Description

双极DC功率传输方案

本发明涉及双极DC功率传输方案和操作双极DC功率传输方案的方法。

已知使用双极DC功率传输方案通过长距离传输在高电压等级下的功率。

根据本发明的第一方面，提供有一种双极DC功率传输方案，其包括：

第一和第二DC极，每个DC极包含在两端之间延伸的相应的DC功率传输介质；

多个第一转换器和多个第二转换器，其中第一DC极的DC功率传输介质的每端分别操作地连接到多个第一转换器中的至少一个转换器，并且第二DC极的DC功率传输介质的每端分别操作地连接到多个第二转换器中的至少一个转换器；

控制器，其编程为响应于故障发生在第一和第二DC极中的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器；以及

监测装置，其配置成识别在其上故障已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极，

其中所述控制器还编程为在监测装置已识别在其上故障已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极之后，解除阻塞（deblock）连接到第一和第二DC极中的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。

对双极DC功率传输方案的DC极上的故障的常规响应涉及阻塞连接到有故障的DC极的转换器和使关联的电路断路器跳闸以清除有故障的DC极。虽然通常预期健康的DC极不受故障影响，并由此能继续传输功率，但发明人已发现，在有故障的DC极与健康的DC极之间的互耦可导致在连接到健康的DC极的转换器中的强动力（dynamics），其引起过电流和/或过电压，这不但干扰功率传输操作，而且增大对连接到健康的DC极的转换器的损坏的风险。

在本发明的双极DC功率传输装置中控制器和监测装置的包含准许暂时阻塞连接到健康的DC极的一个或多个转换器，并且由此降低由在有故障与健康的DC极之间的互耦产生的不利影响。这由此准许在使功率传输中断最小化的同时连接到健康的DC极的转换器在安全操作限制内的操作，即准许连接到健康的DC极的转换器继续进行功率传输。

每个DC功率传输介质可以是能够在两个或多个转换器之间传输电功率的任何介质。此种介质可以是但不限于海底DC功率传输电缆、高架DC功率传输线或电缆及地下DC功率传输电缆。

将领会的是，本发明可包含单个监测装置或多个监测装置。组合的多个监测装置可形成监测系统。

将领会的是，控制器的配置可根据双极DC功率传输方案的具体要求而变化。例如，控制器可包含用于控制多个转换器的全局控制单元、用于控制至少一个转换器的至少一个局部控制单元或其组合。全局控制单元可远离每个转换器而定位，并且可配置成经由电信链路与每个转换器通信。所述或每个局部控制单元可定位在至少一个转换器附近。全局控制单元可配置成经由电信链路与至少一个局部控制单元通信。当控制器包含多个控制单元时，组合的控制单元可形成控制系统。

监测装置可与控制器一体地或分别地形成。

在本发明的实施例中，响应于故障发生在第一和第二DC极中的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器可包含仅阻塞多个第一和第二转换器中的经受过电流的所述或每个转换器。这提供了确保连接到健康的DC极的每个转换器仅在它经受过电流时才暂时被阻塞的方式。在以下情况下，这是特别有利的：其中，对于沿第一和第二DC极中的有故障的DC极的故障的某些位置，在有故障与健康的DC极之间的互耦导致在连接到健康的DC极的一个或多个转换器中的欠电流。因此，以此方式编程控制器防止了连接到健康的DC极的一个或多个转换器的不需要的阻塞。

在本发明的另外的实施例中，响应于故障发生在第一和第二DC极中的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器可包含阻塞多个第一和第二转换器中的所有转换器。以此方式编程控制器确保了响应于故障在第一和第二DC极的有故障的DC极上而暂时阻塞连接到健康的DC极的所有转换器。

故障可以是但不限于DC极到接地故障。

响应于故障发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器可包含响应于至少一个转换器的转换器电流超过安全电流限制而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器。这提供了确保响应于故障发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器的可靠方式。

双极DC功率传输方案还可包含多个电路中断装置，由此每个电路中断装置布置成可选择性地操作以清除DC功率传输介质中的相应介质。控制器可编程为将打开命令发送到所述或每个对应的电路中断装置以清除对应于在其上故障已发生的第一和第二DC极中的所识别的有故障的DC极的DC功率传输介质。每个电路中断装置可例如是AC电路断路器。

监测装置可以以多种方式配置成识别在其上故障已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极。例如，监测装置可配置成通过下列中的一个或多个识别在其上故障已发生的第一和第二DC极的有故障的DC极：

•其中双极DC功率传输方案包含电流返回路径，监测在电流返回路径中电流的方向；

•在多个第一和第二转换器中的至少一个转换器被阻塞时，监测其电压分布；

•监测多个第一和第二转换器中的至少一个转换器的转换器电流的上升率；

•监测多个第一和第二转换器中的至少一个转换器的转换器电流的幅值。

监测装置可包含例如一个或多个电流传感器和/或一个或多个电压传感器。

监测装置还可配置成仅在电流返回路径中流动的电流超过预定的电流阈值时才通过监测在电流返回路径中电流的方向来识别在其上故障已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极。这降低了在第一和第二DC极中的一个上的故障的错误识别的风险。

当多个第一和第二转换器中的至少一个转换器配置成在功率控制模式中操作时，控制器可编程为发起所述或每个被阻塞的转换器的解除阻塞，所述或每个被阻塞的转换器配置成在功率控制模式中在与当那个转换器被阻塞时由其达到的最小功率级别相同或基本上相同的功率级别操作。这确保配置成在功率控制模式中操作的所述或每个被阻塞的转换器的操作从被阻塞状态到解除阻塞状态的平滑的转换。

控制器可编程为在响应于故障发生在第一和第二DC极中的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器后的某个时间延迟后，解除阻塞连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。

时间延迟可随DC功率传输介质的长度而变化，即，DC功率传输介质越长，时间延迟就越长。例如，时间延迟可在5毫秒到10毫秒的范围中。

控制器可编程为响应于连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的被阻塞的转换器或被阻塞的转换器中的至少一个转换器的转换器电流降低到低于电流触发阈值而发起连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器的解除阻塞。这提供了控制连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个转换器的解除阻塞的可靠方式。

第一和第二多个转换器的每个转换器可在拓扑上变化。

多个第一和第二转换器中的至少一个转换器可包含至少一个模块。所述或每个模块可包含至少一个切换元件和至少一个能量存储装置。所述或每个模块中的所述或每个切换元件和所述或每个能量存储装置可布置成可组合以选择性地提供电压源。

所述或每个转换器可包含多个模块以限定链式链路转换器。

链式链路转换器的结构（其例如可包括多个串联连接的模块）准许经由多个模块（每个模块提供其自己的电压）的能量存储装置插入到链式链路转换器而跨链式链路转换器的组合的电压的积聚，其比从其个别模块的每个可用的电压更高。以这样的方式，链式链路转换器能够提供阶梯式可变电压源，这准许使用逐步接近而跨链式链路转换器生成电压波形。因此，链式链路转换器能够提供一系列的复杂电压波形。

所述或每个模块可在结构上变化。例如，所述或每个模块可包含一对切换元件，其在半桥布置中与能量存储装置并联连接，以限定能够提供零或正电压并且能够在两个方向上传导电流的两象限单极模块。

根据本发明的第二方面，提供有一种操作双极DC功率传输方案的方法，双极DC功率传输方案包含第一和第二DC极，每个DC极包含在两端之间延伸的相应DC功率传输介质，双极DC功率传输方案还包含多个第一转换器和多个第二转换器，其中第一DC极的DC功率传输介质的每端分别操作地连接到多个第一转换器中的至少一个转换器，并且第二DC极的DC功率传输介质的每端分别操作地连接到多个第二转换器中的至少一个转换器，方法包括以下步骤：

响应于故障发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器；

识别在其上故障已发生的第一和第二DC极的有故障的DC极；以及

在识别在其上故障已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极后，解除阻塞连接到第一和第二DC极中的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。

本发明的第一方面的双极DC功率传输方案的特征和优点及其实施例已作必要的修正地适用于本发明的第二方面的方法。

将领会的是，在专利说明书中术语“第一”和“第二”的使用仅意图帮助区分类似特征（例如，第一和第二转换器），并且没有意图指示一个特征优于另一特征的相对重要性。

现在将参照附图通过非限制性示例来描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1以示意图方式示出根据本发明的实施例的双极DC功率传输方案的布局；

图2以示意图方式示出图1的双极DC功率传输方案的转换器的结构；

图3以示意图方式示出图2的转换器的模块的结构；以及

图4a到7b以图形形式比较在使用常规响应和本发明的方法时连接到健康的DC极的转换器的电特性中的变化。

根据本发明的实施例的双极DC功率传输方案在图1中被示出，并且通常由参考数字30指示。

双极DC功率传输方案30包括第一和第二DC极、多个第一转换器32、多个第二转换器34、控制器36和监测装置38。

为简单的目的，参照基于单个控制单元的控制器36和单个监测装置38来描述图1的双极DC功率传输方案30。如上所解释的，可使用多个控制单元来取代单个控制单元，并且可使用多个监测装置来取代单个监测装置38。

第一DC极包含在第一与第二端之间延伸的第一DC功率传输线40。第二DC极包含在第一与第二端之间延伸的第二DC功率传输线42。

每个转换器32、34包含第一DC端子44和第二DC端子46。另外，图1中示出的每个转换器32、34包含多个AC端子48，在使用中的每个AC端子48连接到相应多相AC网络50的相应相。更具体地说，图1中示出的每个转换器32、34限定包含多个转换器分支52的AC/DC电压源转换器32、34，每个转换器分支如图2所示的那样布置。

每个转换器分支52在第一与第二DC端子44、46之间延伸，并且包含在第一DC端子44与AC端子48之间延伸的第一分支部分54和在第二DC端子46与AC端子48之间延伸的第二分支部分56。

每个分支部分56、58包含多个串联连接的模块58以限定链式链路转换器。在示出的具体实施例中，每个模块58包含一对切换元件，其在半桥布置中与电容器并联连接，以限定能够提供零或正电压并且能够在两个方向上传导电流的两象限单极模块58，如图3所示的。

每个切换元件构成绝缘栅双极晶体管（IGBT），其与以二极管形式的反并联无源电流检查元件并联连接。

可预见的是，在本发明的其他实施例中，IGBT可被一个或多个其他半导体开关替换，二极管可被将电流流动限于仅一个方向的另一类型的无源电流检查元件替换，和/或每个电容器可被能够存储和释放能量的另一类型的能量存储装置（例如，燃料电池或电池）替换。

将领会的是，每个转换器32、34的拓扑只是被选择以便帮助图示本发明的操作，并且每个转换器32、34可被以不同拓扑的另一转换器替换。

第一DC功率传输线40的第一端操作地连接到多个第一转换器32中的一个转换器的第一DC端子44，并且第一DC功率传输线40的第二端操作地连接到多个第一转换器32中的另一转换器的第一DC端子44。第二DC功率传输线42的第一端操作地连接到多个第二转换器34中的一个转换器的第一DC端子44，并且第二DC功率传输线42的第二端操作地连接到多个第二转换器34中的另一转换器的第一DC端子44。

多个第一和第二转换器32、34中的转换器的第二DC端子46经由电流返回路径60操作地连接到多个第一和第二转换器32、34中的其他转换器的第二DC端子46。电流返回路径60可以是电极线或金属回线。将领会的是，电流返回路径60是可选的。

双极DC功率传输方案30还包含多个AC电路断路器62。每个AC电路断路器62在每个转换器32、34的AC侧处被连接。以此方式，每个AC电路断路器62布置成可选择性地操作以清除对应的DC功率传输线40、42。

控制器36编程为控制每个转换器32、34的模块58的切换元件的切换以便操作每个模块58，以选择性地提供电压源。控制器36还编程为将打开命令选择性地发送到每个AC电路断路器62以便打开，以清除对应的DC功率传输线40、42。

控制器36的配置可根据双极DC功率传输方案30的具体要求而变化。例如，控制器36可包含用于控制多个转换器32、34的全局控制单元、用于控制至少一个转换器32、34的至少一个局部控制单元或其组合。全局控制单元可远离每个转换器32、34而定位，并且可配置成经由电信链路与每个转换器32、34通信。所述或每个局部控制单元可定位在至少一个转换器32、34的附近。全局控制单元可配置成经由电信链路与至少一个局部控制单元通信。

在双极DC功率传输方案30的正常操作期间，控制器36控制每个转换器32、34的模块58的切换元件的切换，以便操作每个转换器32、34以执行功率转换操作，以便在其AC与DC端子50、44、46之间传递功率。此种操作导致在多相AC网络50之间功率的传输，其包括在转换器32、34之间沿DC功率传输线40、42的功率的传输。

第一和第二DC功率传输线40、42中的一个可在双极DC功率传输方案30的操作期间经历DC极到接地故障64。在DC极到接地故障64期间，使用电流返回路径60使健康DC极继续传输功率是期望的。这通常能够通过常规响应实现，常规响应包含阻塞连接到有故障的DC极的转换器32、34，和使关联的AC电路断路器62跳闸以清除有故障的DC极。

对于连接到有故障的DC极的每个转换器32、34，在一个DC极上的极到接地故障64具有DC极到DC极故障的效应。这导致以高的电流上升率的严重故障的电流的流动。

在每个半桥模块58中IGBT和反并联二极管对的使用意味着连接到有故障的DC极的每个转换器32、34不能防止故障电流从对应的AC网络50流经转换器的半桥模块58的二极管并流到故障64。这导致连接到每个转换器32、34（其连接到有故障的DC极）的AC侧的公共耦合点的电压降直到对应的AC电路断路器62被打开，这通常进行2-3次循环才发生。

在有故障与健康的DC极之间的互耦可导致连接到健康的DC极的转换器32、34中的强动力，其引起过电流和/或过电压。例如，在有故障的DC极中高的电流上升率可诱发在健康的DC极中的对应的电压，因此导致在健康的DC极中的重型瞬变。

取决于有故障的DC极中故障的位置，互耦效应可导致在连接到健康的DC极的每个转换器32、34中的过电流，这又能引起每个对应模块58的电容器的过电压。另外，在健康的DC极中电流瞬变的增大可不利地触发过电流保护方案30生效。此外，如果每个模块58的电容器的电压等级继续保持高于安全电压限制，则可能没有可能例如使用放电电阻器安全地为电容器放电。

根据本发明操作图1的双极DC功率传输方案30的方法描述如下。

为图示本发明的工作的目的，假设DC极到接地故障64发生在第一DC极上，但将理解的是，以下描述已作必要的修正地适用于在第二DC极上DC极到接地故障64的发生。

可以以多种方式检测到在双极DC功率传输方案30中故障64的发生。例如，可通过转换器32、34中的至少一个转换器的转换器电流超过安全电流限制而检测到故障64。

响应于故障64发生在第一DC极上，控制器36控制模块58的切换元件的切换以响应于故障发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器32、34中的所有转换器。这具有中断双极DC功率传输方案30的功率传输操作的效应。

在阻塞多个第一和第二转换器32、34后，监测装置38配置成识别在其上故障64已发生的第一和第二DC极的有故障的DC极。在此方面，监测装置38配置成包含一个或多个适合的传感器（例如，电流和/或电压传感器）以通过下列中的一个或多个来识别有故障的DC极：

•监测电流返回路径60中电流的方向；

•在多个第一和第二转换器32、34中的至少一个转换器被阻塞时，监测其的电压分布；

•监测多个第一和第二转换器32、34中的至少一个转换器的转换器电流的上升率；

•监测多个第一和第二转换器32、34中的至少一个转换器的转换器电流的幅值。

通过监测在电流返回路径60中电流的方向，能够识别有故障的DC极，因为在第一DC极是有故障的DC极时内故障电流的方向将与在第二DC极是有故障的DC极时内故障电流的方向是相反的。监测装置38可还配置成仅在电流返回路径60中流动的电流超过预定的电流阈值时才通过监测在电流返回路径60中电流的方向来识别在其上故障64已发生的第一和第二DC极中的有故障的DC极。这降低了在第一和第二DC极中的一个DC极上的故障64的错误识别的风险。

一旦识别了有故障的DC极，打开命令便由控制器36发送到对应的AC电路断路器62以便打开，以清除在此示例中为第一DC极的有故障的DC极。

在转换器32、34的阻塞后的某个时间延迟后，控制器36控制连接到健康的DC极的被阻塞的转换器34（即，第二转换器34）的模块58的切换元件的切换，以便解除阻塞连接到健康的DC极的被阻塞的转换器34。如上所提及的，时间延迟可随DC功率传输线42的长度而变化，即，DC功率传输线42越长，时间延迟就越长，并且时间延迟可在5毫秒到10毫秒的范围中。另外，作为控制被阻塞的第二转换器34的解除阻塞的方式，控制器36编程为响应于每个被阻塞的第二转换器34的转换器电流降低到低于电流触发阈值而发起被阻塞的第二转换器34的解除阻塞。

被阻塞的第二转换器34的解除阻塞涉及重设被阻塞的第二转换器34的多个控制环路。对于配置成在功率控制模式中操作的被阻塞的第二转换器34，控制器36编程为在与当那个第二转换器34被阻塞时由其达到的最小功率级别相同或基本上相同的功率级别发起那个第二转换器34的解除阻塞。例如，如果在那个第二转换器34被阻塞时其功率级别降低到每单元0.7，则在解除阻塞时赋予那个第二转换器34的功率单（power order）被设置为每单元0.7。

解除阻塞的第二转换器34随后恢复其正常功率转换操作，以使第二DC极能够在DC极到接地故障64期间使用电流返回路径60继续传输功率，因此使双极DC功率传输方案30能够恢复其功率传输操作。

因此双极DC功率传输方案30的配置准许在DC极到接地故障64在其他DC极上的情况下暂时阻塞连接到健康的DC极的转换器32、34，并且由此降低由在有故障与健康的DC极之间的互耦产生的不利影响。这由此准许在使功率传输中断最小化的同时连接到健康的DC极的转换器32、34在安全操作限制内的操作。

图4a到7b以图形形式比较在使用下列时的连接到健康的DC极的转换器34的电特性的变化：（a）涉及阻塞连接到有故障的DC极的转换器34并且使关联的电路断路器62跳闸以清除有故障的DC极的常规响应；和（b）本发明的上述方法。在图4a到7b的每个图中，在t=2秒施加故障64。关于常规响应，允许连接到健康的DC极的转换器34（即，第二转换器34）继续传输功率。关于本发明的方法，在从连接到两个DC极的转换器32、34被阻塞起的10毫秒后，解除阻塞第二转换器34，并且赋予第二转换器34的功率单设置在每单元0.65。

图4a和4b以图形形式比较在使用（a）如图4a中所示的常规响应和（b）如图4b中所示的本发明的上述方法时的第二转换器34的转换器电流的变化。能够看到，在与常规响应相比较时，本发明的方法的应用导致在第二转换器34中更小的电流瞬变。

图5a和5b以图形形式比较在使用（a）如图5a中所示的常规响应和（b）如图5b中所示的本发明的上述方法时的第二转换器34的模块58的电容器的电压的变化。能够看到，在与常规响应相比较时，本发明的方法的应用导致在第二转换器34的模块58的电容器的电压的更小的增大。

图6a和6b以图形形式比较在使用（a）如图6a中所示的常规响应和（b）如图6b中所示的本发明的上述方法时的用于第二转换器34中的一个转换器的AC和DC功率的变化。图7a和7b以图形形式比较在使用（a）如图7a中所示的常规响应和（b）如图7b中所示的本发明的上述方法时的用于第二转换器34的另一转换器的AC和DC功率的变化。从图6a、6b、7a和7b中能够看到，本发明的方法的应用导致对于AC和DC功率的传输的大约若干毫秒的最小中断。

可预见的是，在本发明的其他实施例中，控制器可编程为响应于故障64发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器32、34中的一个或一些转换器，而不是阻塞多个第一和第二转换器32、34中的所有转换器。

也可预见的是，在本发明还有其他的实施例中，响应于故障发生在第一和第二DC极的任一个上而阻塞多个第一和第二转换器32、34中的一个或多个转换器可包含仅阻塞多个第一和第二转换器32、34中的经受过电流的所述或每个转换器，过电流可由监测装置38或者由另一电流感测装置检测到。这提供了确保连接到健康的DC极的每个转换器32、34仅在其经受过电流时才暂时被阻塞的方式。在以下情况下，这是特别有利的：其中，对于沿有故障的DC极的故障64的某些位置，在有故障与健康的DC极之间的互耦导致在连接到健康的DC极的一个或多个转换器32、34中的欠电流。因此，以此方式编程控制器防止了连接到健康的DC极的一个或多个转换器32、34的不需要的阻塞。

Claims (14)

1.一种双极DC功率传输方案，包括：

第一和第二DC极，每个DC极包含在两端之间延伸的相应DC功率传输介质；

多个第一转换器和多个第二转换器，其中所述第一DC极的所述DC功率传输介质的每端分别操作地连接到所述多个第一转换器的至少一个转换器，并且所述第二DC极的所述DC功率传输介质的每端分别操作地连接到所述多个第二转换器的至少一个转换器；

控制器，编程为响应于故障发生在所述第一和第二DC极的任一个上而阻塞所述多个第一和第二转换器的一个或多个转换器；以及

监测装置，配置成识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极的有故障的DC极，

其中所述控制器还编程为在所述监测装置已识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极的有故障的DC极后，解除阻塞连接到所述第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。

2. 如权利要求1所述的双极DC功率传输方案，其中响应于所述故障发生在所述第一和第二DC极的任一个上而阻塞所述多个第一和第二转换器的所述一个或多个转换器包含阻塞：

仅所述多个第一和第二转换器中的经受过电流的所述或每个转换器；或者

所有所述多个第一和第二转换器。

3.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述故障是DC极到接地故障。

4.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中响应于所述故障发生在所述第一和第二DC极的任一个上而阻塞所述多个第一和第二转换器的所述一个或多个转换器包含响应于所述转换器中的至少一个转换器的转换器电流超过安全电流限制而阻塞所述多个第一和第二转换器的所述一个或多个转换器。

5.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，还包含多个电路中断装置，每个电路中断装置布置成可选择性地操作以清除所述DC功率传输介质的相应介质，其中所述控制器编程为将打开命令发送到所述或每个对应电路中断装置以清除对应于在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极的所识别的有故障的DC极的所述DC功率传输介质。

6.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述监测装置配置成通过下列中的一个或多个来识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极的有故障的DC极：

•其中所述双极DC功率传输方案包含电流返回路径，监测在所述电流返回路径中电流的方向；

•在所述多个第一和第二转换器中的至少一个转换器被阻塞时，监测其电压分布；

•监测所述多个第一和第二转换器中的至少一个转换器的转换器电流的上升率；

•监测所述多个第一和第二转换器中的至少一个转换器的转换器电流的幅值。

7.如权利要求6所述的双极DC功率传输方案，其中所述监测装置配置成仅在所述电流返回路径中流动的所述电流超过预定的电流阈值时才通过监测在所述电流返回路径中电流的所述方向来识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极的有故障的DC极。

8.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述多个第一和第二转换器中的至少一个转换器配置成在功率控制模式中操作，并且其中所述控制器编程为发起所述或每个被阻塞的转换器的解除阻塞，所述或每个被阻塞的转换器配置成在所述功率控制模式中在与当那个转换器被阻塞时由其达到的最小功率级别相同或基本上相同的功率级别操作。

9.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述控制器编程为在响应于所述故障发生所述第一和第二DC极的任一个上而阻塞所述多个第一和第二转换器的所述一个或多个转换器后的某个时间延迟后，解除阻塞连接到所述第一和第二DC极的所述健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。

10.如权利要求9所述的双极DC功率传输方案，其中所述时间延迟是在5毫秒到10毫秒的范围中。

11.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述控制器编程为响应于连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的被阻塞的转换器或被阻塞的转换器中的至少一个转换器的转换器电流降低到低于电流触发阈值而发起连接到第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器的解除阻塞。

12.如前述权利要求任一项所述的双极DC功率传输方案，其中所述多个第一和第二转换器中的至少一个转换器包含至少一个模块，所述或每个模块包含至少一个切换元件和至少一个能量存储装置，在所述或每个模块中的所述或每个切换元件和所述或每个能量存储装置布置成可组合以选择性地提供电压源。

13.如权利要求12所述的双极DC功率传输方案，其中所述或每个模块包含一对切换元件，其在半桥布置中与能量存储装置并联连接以定义能够提供零或正电压并且能够在两个方向上传导电流的两象限单极模块。

14.一种操作双极DC功率传输方案的方法，所述双极DC功率传输方案包含第一和第二DC极，每个DC极包含在两端之间延伸的相应DC功率传输介质，所述双极DC功率传输方案还包含多个第一转换器和多个第二转换器，其中所述第一DC极的所述DC功率传输介质的每端分别操作地连接到所述多个第一转换器中的至少一个转换器，并且所述第二DC极的所述DC功率传输介质的每端分别操作地连接到所述多个第二转换器中的至少一个转换器，所述方法包括以下步骤：

响应于故障发生在所述第一和第二DC极的任一个上而阻塞所述多个第一和第二转换器中的一个或多个转换器；

识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极中的有故障的DC极；以及

在识别在其上所述故障已发生的所述第一和第二DC极中的有故障的DC极后，解除阻塞连接到所述第一和第二DC极的健康的其他DC极的所述或每个被阻塞的转换器。