CN107925247A - 用于基于气体管开关的电压源高电压直流输电系统的方法和系统 - Google Patents

用于基于气体管开关的电压源高电压直流输电系统的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种基于电压源变换器的高电压直流(HVDC)输电系统，所述高电压直流输电系统包括基于电压源变换器(VSC)的功率变换器通道。所述基于VSC的功率变换器通道包括交流到直流变换器以及电连接到所述交流到直流变换器的直流到交流逆变器。所述交流到直流变换器和直流到交流逆变器包括至少一个气体管开关装置，所述至少一个气体管开关装置与对应充气管二极管电反向并联。所述基于VSC的功率变换器通道包括换流电路，所述换流电路以通信方式连接到所述至少一个气体管开关装置中的一个或多个气体管开关装置。所述换流电路配置成在操作周期的第一部分期间“开通”所述一个或多个气体管开关装置中的对应一个气体管开关装置，并且在所述操作周期的第二部分期间“关断”所述一个或多个气体管开关装置中的所述对应一个气体管开关装置。

Description

用于基于气体管开关的电压源高电压直流输电系统的方法和 系统
关于由联邦政府赞助的研发的声明
本发明受到政府支持，合同编号为DE-AR0000298，由能源部(DOE)授予。政府对本发明拥有特定权利。
背景技术
本说明书涉及高电压直流(HVDC)输电系统，并且更确切地说，涉及HVDC变换器系统及其操作方法。
高电压直流(HVDC)电力输送与普遍采用的交流(AC)系统相反，具备在长距离电力输送中成本和损耗减少的优势。在世界范围内，传统上采用高电压AC进行配电。采用高电压来输电的原因是输电期间的能量损耗与电流平方成比例(I2R损耗)。因此，提高电压而不是提高电流可传输更高功率，而不显著提高输电损耗。电气化早期采用交流电而不是直流电(DC)输电的原因是，采用交流电比直流电更易于在不同电压电平之间传输。
尽管大部分电能输送中采用交流电，但是交流电有其自身的一系列问题。交流电输送一般比直流电需要更多导体来输送相同量的电力。交流电可能发生“趋肤效应”，即大量电力输送是由导体的外表面输送的，而不是由导体均匀地输送，因此会导致输电损耗比直流电输送高。此外，由于关联的电缆电容更高，可能难以在海底或地下电缆中采用交流电来输送电力。因此，对于许多长距离电能输送任务，采用高电压直流电替代交流电。直流电输送也能够通过直流电中枢连接异步电网，该直流电中枢允许可控的能量流通过，同时还功能性地隔离每一侧的独立交流电频率，从而减少通过交流-直流-直流电互联的故障传播。例如，东部联合电网(Eastern Interconnection)和西部联合电网(WesternInterconnection)是北美的两大交流电(AC)电网。得克萨斯联合电网(Texasinterconnection)是规模小于东部联合电网和西部联合电网的几家较小联合电网之一。东部、西部和德克萨斯联合电网可以经由HVDC互联链路相连。可以使用不需要任何额外输电线路的“背靠背”变换器配置来连接地理上重叠但是电气隔离的异步电网以用于上述同一目的。背靠背HVDC系统可以视作HVDC输电系统的具体实例。
HVDC输电线路还以显著小于交流电输电损耗的输电损耗长距离输送电能。例如，相同电压电平下，高电压直流输电线路损耗通常比同等电压等级的交流电输电线路损耗小30％到40％。交流电输电线路受其峰值电压电平的限制，但是在这些峰值电平下的输电功率并不高，而直流电可以在峰值电压电平下满功率输电。此外，如上所述，由于直流电不涉及多相位，也不会发生趋肤效应，因此直流电输电线路可能采用较少导线和较小的导线。因此，可以降低输电塔的尺寸和成本，并解决与路权(right-of-way)相关的问题。此外，影响交流电输电的无功功率问题不会影响直流电输电。
但是，除非采用海底电缆输电或长距离输电，否则一般避免采用HVDC输电。一般避免采用高电压直流电的原因是，转换设备非常复杂并且昂贵。因此，即便直流电在电能输送方面的效率优势显著，但是直流电输电的使用频率不及交流电输电。至少一些已知的HVDC输电系统包括常规转换设备，所述常规转换设备包括：多相交流到直流变换器；长距离直流电导线，例如但不限于，用于输送电力的电缆；以及位于系统的负载端上的多相直流到交流逆变器。多相交流到直流变换器和多相直流到交流逆变器中的切换阀通常是硅基的，并且受相对较低电压和电流额定值限制。为将系统的额定值提高到对输电系统有用的水平，许多此类阀均电串联和/或电并联。尽管此类连接可提高多相交流到直流变换器和多相直流到交流逆变器的额定值，但是此类连接也会提高阀的换流复杂性、阀之间共用电流和电压的复杂性，以及构成转换系统的部件的空间要求。
现有技术的HVDC变换器技术已经从使用晶闸管的线路换流变换器(LCC)HVDC，发展到电压源变换器(VSC)HVDC技术，在该技术中，输出电压极性不变，并且采用诸如IGBT或IGCT等自换流功率半导体器件。最近，VSC HVDC已经发展到模块化多电平变换器(MMC)HVDC技术及其混合组合。LCC HVDC是电流源系统，也就是说，电流方向不改变并且采用了晶闸管。由于与IGBT或IGCT不同，晶闸管无法强制关断，因此这种类型的系统依赖于电网来进行换流。因此，与VDC HVDC不同，它会消耗大量无功功率补偿并且需要强电网环境。另一个方面，VSC HVDC完全能够在弱交流电系统中操作，具备“黑”启动能力，而不需要诸如庞大昂贵的同步调相机等此类应用中的LCC HVDC所需的外部装置的支持。此外，由于能够独立控制无功功率，因此VSC变换器产生的谐波电平很微小，因此不需要滤波器。因此，VSC HVDC站所需的陆地面积可能只有LCC用地面积的50％到60％。但是，LCC系统具备高性能价格比，并且如果连接电网是强电网并且/或者如果由于IGBT或IGCT电流额定值远低于晶闸管而使要传输的功率值远远超出VSC系统的功率处理能力，则LCC系统将继续用于架空输电。
可通过将功率半导体器件替换成气体管来增强VSC HVDC的优点，所述气体管可设计成处理远远更高幅值的电流，因此能够支持VSC HVDC站的更高功率额定值。与功率半导体器件的几千伏特相比，气体管管提供显著更高的几百千伏特(kV)的电压额定值，同时具备非常快速的开关特性，这两者共同显著降低开关元件的数量并且将复杂的拓扑结构变为更简单的两级变换器(two-level converter)。因此，该系统的复杂性、大小、重量和成本大幅降低。
发明内容
在一个方面，提供一种基于电压源变换器的高电压直流(HVDC)输电系统。所述HVDC输电系统包括一对直流输电导线，所述一对直流输电导线的两端与基于电压源变换器(voltage source converter，VSC)的功率变换器连接，所述基于电压源变换器(VSC)的功率变换器又与交流(AC)电网系统连接。所述基于VSC的功率变换器通道(power converterchannel)包括交流到直流变换器，所述交流到直流变换器包括电连接到所述交流电源的第一三相桥开关电路。所述第一三相桥开关电路包括相对于彼此电串联/并联的多个第一支路。所述多个第一支路中的每个第一支路包括至少一个第一气体管开关装置(gas tubeswitching device)，所述至少一个第一气体管开关装置与电反向并联的对应气体管二极管(gas tube diode)连接。所述基于VSC的功率变换器通道还包括直流到交流逆变器，所述直流到交流逆变器包括电连接到所述交流到直流变换器的第二三相桥开关电路。所述第二三相桥开关电路包括相对于彼此电串联/并联的多个第二支路。所述多个第二支路中的每个第二支路包括至少一个气体管开关装置，所述至少一个气体管开关装置与对应气体管二极管电反向并联。所述基于VSC的功率变换器通道包括换流电路，所述换流电路以通信方式连接到所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者的一个或多个气体管开关装置。所述换流电路配置成在所述第一三相桥开关电路和第二三相桥开关电路中的至少一者的操作周期的第一部分期间“开通”所述一个或多个气体管开关装置中的对应一个气体管开关装置，并且在所述第一三相桥开关电路和第二三相桥开关电路中的至少一者的所述操作周期的第二部分期间“关断”(switch off)所述一个或多个气体管开关装置中的所述对应一个气体管开关装置。所述两个三相桥开关电路中的一个三相桥开关电路可以基于诸如IGBT等功率半导体技术。
在另一个方面中，提供一种使用直流(DC)输电来输送电力的方法。所述方法包括：接收交流(AC)电力；以及通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个变换器气体管开关装置中的第一气体管开关装置和所述多个变换器气体管开关装置中的第二气体管开关装置，将电流从所述第一气体管开关装置输送到所述第二气体管开关装置。所述方法还包括使用输送的电力产生直流(DC)电力流。所述方法还包括：通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个逆变器气体管开关装置来使用所述逆变器气体管开关装置产生交流电；以及向负载供应所产生的交流电。
在又一个方面中，提供一种功率变换器通道。所述功率变换器通道包括交流到直流变换器，所述交流到直流变换器包括电连接到电源的第一三相桥开关电路。所述第一三相桥开关电路包括相对于彼此电串联/并联的多个第一支路。所述多个第一支路中的每个第一支路包括至少一个气体管开关装置。所述功率变换器通道还包括直流到交流逆变器，所述直流到交流逆变器包括电连接到所述交流到直流变换器的第二三相桥开关电路。所述第二三相桥开关电路包括相对于彼此电串联/并联的多个第二支路。所述多个第二支路中的每个第二支路包括至少一个气体管开关装置。所述功率变换器通道还包括换流电路，所述换流电路以通信方式连接到所述第一三相桥开关电路和第二三相桥开关电路中的至少一者的一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置。所述换流电路配置成在所述第一三相桥开关电路和第二三相桥开关电路中的至少一者的操作周期的第一部分期间“开通”所述一个或多个第一和第二气体管开关装置中的对应一个气体管开关装置，并且在所述第一三相桥开关电路和第二三相桥开关电路中的至少一者的所述操作周期的第二部分期间“关断”所述一个或多个第一和第二气体管开关装置中的所述对应一个气体管开关装置。
附图说明
参照附图阅读以下详细说明将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面及优点，在附图中，相似字符表示附图中的相似部分，其中：
图1是示例性高电压直流(HVDC)输电系统的示意性方框图；
图2是具有更高电压/电流额定值的替代性HVDC输电系统的示意性方框图；以及
图3是使用图1和图2中所示的HVDC输电系统的示例性电力输送方法的流程图。
除非另作说明，否则本说明书中提供的附图旨在示出本发明公开的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本发明一个或多个实施例的各种系统。因此，附图并不意图包括所属领域中的普通技术人员已知的实践本说明书中公开的实施例所需的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明和权利要求中，将提及多个术语，这些术语的定义如下。
除非上下文明确另作规定，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”也含有复数意义。
“可选”或“可选地”意指后续描述的事件或情况可能会或可能不会发生，并且所述说明同时包括事件发生或者不发生的情况。
本说明书中使用的术语“处理器”和“计算机”和相关术语，例如，“处理装置”、“计算装置”和“控制器”并不限于所属领域中称为计算机的集成电路，而是广泛地指微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)和专用集成电路以及其他可编程电路，并且这些术语可以在本说明书中互换使用。在本说明书中所述的实施例中，存储器可包括但不限于计算机可读介质，例如随机存取存储器(RAM)、计算机可读非易失性介质，例如闪存。或者，也可以使用软磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。此外，在本说明书中所述的实施例中，额外的输入通道可以是但不限于与诸如鼠标和键盘等操作员接口关联的计算机外围设备。或者，还可使用其他计算机外围设备，例如，包括但不限于扫描仪。此外，在示例性实施例中，额外的输入通道可包括但不限于操作员接口监控器。
此外，本说明书中使用的术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器中用于由个人计算机、工作站、客户端以及服务器执行的任何计算机程序。
本说明书中所用的术语“黑启动”(black start)是指向与发电设施外部的电源地理隔开或电气隔开的位置中的至少一个发电设施提供电力。当发电设施中没有发电机在使用中并且隔离的发电设施中没有其他电源来促使其中的至少一个发电机重新启动，则视作存在黑启动条件。黑启动还可以视作“弱电网”的极端示例，此情况下，所谓的“有效短路比”或ESCR足够低，需要额外的设备来提供电压支持以促使HVDC变换器启动。
以下具体说明中以示例但非限定的方式对本发明公开的实施例进行了说明。可设想，本发明公开普遍适用于远距离或者在异步电网之间输送电力的分析和方法实施例。
本申请案的实施例描述了一种基于用于变换器和逆变器阀的气体管开关的HVDC输电系统体系结构。在一些实施例中，气体管开关包括大于约100kV的高关断电压(standoff voltage)，并且在另一个实施例中，大于约300kV。所述气体管开关还包括闭合时的大于约100安培(A)的高传导电流(conduction current)，并且在其他实施例中，大于约500A。所述气体管开关还包括传导期间小于约500伏特(V)的低正向电压降，并且在其他实施例中，小于约100V。在一些实施例中，气体管开关包括小于约20微秒(μs)的快速开关时间，并且在其他实施例中，小于约2μs。在一些实施例中，气体管开关包括每个开关事件中小于约50焦耳的低能量损耗，，并且在其他实施例中，小于约5焦耳。在一些实施例中，气体管开关包括在大于约1％的高占空比下操作的能力，并且在另一个实施例中，最高可达100％。在一些实施例中，所述气体管开关包括根据命令闭合和断开的能力。在一些实施例中，气体管开关包括大于约3年的长预期操作寿命，，并且在其他实施例中，大于约20年。所述气体管开关实施在包括电极的物理装置中，这些电极通过真空或气体隔离，以提供相对较高的关断电压，但是优选采用可电离气体填充，以额外地实现低正向电压降。在一些实施例中，所述气体管开关包括：液态阴极，用于实现长操作寿命；开关电极，用于提供闭合和断开能力；磁场，用于在阴极表面实现所需的电流密度；设计和操作参数，例如但不限于尺寸、气体填充压力和电极电压，用于以每开关事件的低能量损耗确保相对较快的开关时间；以及主动阴极冷却，可允许在高占空比下持续操作。
由于气体管开关的开通和关断能力以及双向电流阻断(blocking)能力，具有交错层的多相电压源变换器拓扑结构适用于HVDC系统中。此类拓扑结构之前不考虑用于HVDC系统中。所述的HVDC变换器系统不依赖于电网进行换流，并且可以主动控制气体管进行电压/功率调整。此功能与基于晶闸管的HVDC变换器系统不同，因为晶闸管是线路换流装置。能够正向控制气体管开关的开通和关断降低了对用于无功功率补偿的庞大电容器组的需求。此外，基于气体管开关的HVDC输电系统具有固有黑启动能力，因此消除或者减小了对同步调相机的需求。
图1是高电压直流(HVDC)输电系统100的示意性方框图。在该示例性实施例中，HVDC输电系统100的配置是基于气体管开关阀组件的电压源变换器(CSC)HVDC输电系统。
HVDC输电系统100包括交流(AC)电源102，在多个实施例中，所述交流电源包括电连接到变压器或发电机106的交流总线104。HVDC输电系统100还包括功率变换器通道108，所述功率变换器通道包括交流到直流变换器110、直流到交流逆变器112以及一个或多个换流电路114。
交流到直流变换器110包括一个或多个第一多相桥电路，例如，但不限于电连接到电源102的三相H桥开关电路116。在多个实施例中，所述一个或多个第一H桥开关电路116通过一个或多个电力调节部件电连接到电源102，所述一个或多个电力调节部件包括例如配置成将来自电源102的电力的电压提高到适用于输电的电平的升压变压器118。所述一个或多个电力调节部件还包括线路电感器120和电容器121。所述一个或多个第一H桥开关电路116包括相对于彼此电串联和/或并联的多个支路123。每个支路123包括至少一个气体管开关装置124。与气体管开关装置124反向并联的气体管二极管122为电流提供备用通路(alternate path)。
在该示例性实施例中，至少一个气体管开关装置124是由配置成生成电离气体的等离子体以便于控制电流通过充气管开关装置124的气体管开关形成的。由于气体管开关装置124是由气体管开关构成的，因此气体管开关装置124采用正向开通和正向关断来提供交流到直流变换器110的正向换流。气体管开关的正向换流与功率变换器和功率逆变器中常用的例如晶闸管相反。晶闸管采用线路换流，也就是说，晶闸管通过控制信号开通，但是只在通过电源102的线路电压反向偏置时关断。在一个实施例中，气体管开关型开关装置124的额定值大于约100千伏(kV)。在另一个实施例中，气体管开关型开关装置124的额定值大于约300千伏(kV)。多个气体管开关装置124电串联在每个支路123中，以提高交流到直流变换器110和/或直流到交流逆变器112的电压能力。由于气体管型开关的额定电压和额定电流相对大于其他类型开关装置的额定电压，在使用充气管时，交流到直流变换器110或直流到交流逆变器112所需要的气体管开关装置相对较少，与使用例如晶闸管的额定值类似的交流到直流变换器110或直流到交流逆变器112相比较。使用相对较少装置可降低电损耗、减小空间需求，并且降低交流到直流变换器110和直流到交流逆变器112的换流控制算法的复杂性。
直流到交流逆变器112包括第二H桥开关电路126，所述第二H桥开关电路通过至少一个HVDC输电导线，例如但不限于电缆128，电连接到交流到直流变换器110。在一些实施例中，电缆128表示相对较长的输电电缆。在其他实施例中，电缆128表示用于连接两个不同异步交流电力系统的开关站总线(switchyard bus)。第二H桥开关电路126还包括相对于彼此电串并联的多个支路130。多个支路130中的每个支路包括至少一个气体管开关装置124。对于背靠背HVDC变换器系统，电缆128更换成连接两个同处一地的变换器的总线系统。
换流电路114通信地连接到第一H桥开关电路116和第二H桥开关电路126中的至少一者的一个或多个气体管开关装置124。换流电路114配置成在第一H桥开关电路116和第二H桥开关电路126中的至少一者的操作周期的第一部分期间“开通”一个或多个气体管开关装置214中的对应一个气体管开关装置，并且在第一H桥开关电路116和第二H桥开关电路126中的至少一者的所述操作周期的第二部分期间“关断”一个或多个气体管开关装置124中的所述对应一个气体管开关装置。在多个实施例中，换流电路114实施在以通信方式连接到第一H桥开关电路116和第二H桥开关电路126的单个电路中。在其他实施例中，换流电路114实施在以通信方式连接到包括在HVDC输电系统100中的每个H桥开关电路中的对应一个H桥开关电路的电路。
在多个实施例中，换流电路114包括处理装置，所述处理装置包括以通信方式连接到至少一个存储装置的至少一个处理器(未图示)。在所述实施例中，所述至少一个存储装置包括当由至少一个处理器执行时，致使换流电路114执行本说明书中所述步骤的指令。
负载总线134通过一个或多个电力调节部件电连接到第二H桥开关电路126，所述一个或多个电力调节部件包括例如配置成将来自第二H桥开关电路126的电力的电压降低到适用于配电的电平的降压变压器136。所述一个或多个电力调节部件还包括线路电感器138和电容器140。
图2是具有更高电压/电流额定值的高电源直流(HVDC)输电系统200的示意性方框图。在该示例性实施例中，HVDC输电系统200包括多个并联的功率变换器通道108。在多个实施例中，采用交错技术(interleaving technique)来降低滤波器要求。在一个实施例中，相间交错(inter-phase interleaving)被用于三相电压源变换器(VSC)通道108。使用相间交错可平衡VSC通道108的输出三相电压。此外，使用共模电感器(未图示)来限制系统200内的循环电流。装置、缓冲器、无功功率补偿器等的数量减少有助于大幅减小本说明书中所述的VSC HVDC系统200的实施例的占地面积。
在该示例性实施例中，提高HVDC输电系统200的电流额定值以进行高功率输电，通过使用VSC通道108中的电并联的多个第一H桥开关电路116和第二H桥开关电路126。可以提高每个H桥开关电路116或126中的并联气体管开关装置124的数量或者并联H桥116或126的数量以进行更高电流操作。在该示例性实施例中，通过安装可以按照来自换流电路132或者其他控制电路的命令进行开通和关断的备用H桥开关电路116或126，以提高呈电并联的H桥开关电路116或126的数量来提供更大载流能力和潜在的增强的可靠性开通关断。此外，提供呈电并联的多个H桥开关电路116或126可实现模块化设计，其中每个H桥开关电路116或126可以简便地调换存在故障的H桥开关电路116或126。
图3是使用直流(DC)输电来输送电力的方法300的流程图。在该示例性实施例中，方法300包括：接收302交流(AC)电力；通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个变换器气体管开关装置中的第一气体管开关装置和所述多个变换器气体管开关装置中的第二气体管开关装置来将电流从所述第一气体管开关装置输送304到所述第二开关装置；使用所输送的电流产生306直流(DC)电力流；通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个逆变器气体管开关装置来使用所述逆变器气体管开关装置产生308交流电；以及将所产生的交流电供应310给负载。
上述HVDC输电系统提供用于输送HVDC电力的高性能价格比方法。本说明书中所述的实施例可促使在彼此地理隔离或电气隔离的交流电发电设施与交流电负载电网之间输送HVDC电力。所述交流电发电设施可以位于附近或者距离交流电负载电网几十或几百英里外，并且甚至可以位于距离交流电负载电网几千英里外。确切地说，本说明书中所述的装置、系统和方法还可促使地理隔离或电气隔离的交流电设施例如离岸风场的黑启动。此外，本说明书中所述的装置、系统和方法可促使降低相关变换器系统的无功功率要求，同时还提供补充无功功率输电特征。此外，本说明书中所述的装置、系统和方法可促使大幅降低并且潜在地消除庞大且昂贵的开关式交流滤波器系统、电容器系统和无功功率补偿装置，从而促使减小相关联系统的物理占地。在背靠背配置中，上述HVDC系统可促使两个相邻但异步的电网之间互联，从而提高电力的可利用率和可靠性。
本说明书中所述的方法、系统和设备的示例性技术效果包括以下项中的至少一项：(a)使远程交流电发电设施例如海上风电场能够黑启动；(b)降低关联变换器系统的无功功率要求；(c)提供补充的无功功率输电特征；(d)大幅降低并且可能消除庞大且昂贵的开关式交流滤波器系统、电容器系统和无功功率补偿装置，从而减小关联HVDC输电系统的物理占地。
上文详细描述了用于连接发电设施和负载电网的HVDC输电系统及其操作方法的示例性实施例。所述HVDC输电系统、HVDC变换器系统以及所述系统的操作方法并不限于本说明书中所述的特定实施例，相反，本说明书中所述系统的部件和/或所述方法的步骤可以独立于其他部件和/或步骤单独使用。例如，所述方法还可以与需要HVDC输电的其他系统和方法结合使用，并且并不限于仅采用本说明书中所述HVDC输电系统、HVDC变换器系统和方法的实践。相反，所述示例性实施例可以结合许多其他高功率变换应用进行实施和使用，例如但不限于，多兆瓦级驱动应用。
尽管本发明的多个实施例的具体特征可能在某些附图中图示，而并未在其他附图中图示，但这仅仅是出于方便的考量。根据本发明的原理，附图中的任何特征可结合其他任何附图的任何特征来参考和/或提出权利要求。
另外，附图中所描绘的逻辑流不要求采用图示的特定次序实施或者按顺序实施以达成期望的结果。另外，可以向所述流提供其他步骤或者可以从其删除步骤，并且可以向所述系统添加其他部件或从其移除部件。因此，其他实施例均在随附权利要求书的范围内。
应了解，特别详细描述的以上实施例仅仅是示例性或可能的实施例，并且可以包括很多其他组合、添加或替代。
而且，部件的具体命名、术语大写、属性、数据结构或任何其他编程或结构方面不是强制性的或重要的，并且实施本发明或其特征的机构可具有不同的名称、格式或协议。此外，所述系统可如上所述通过硬件和软件的组合或完全在硬件元件中实施。而且，本说明书中所描述的各种系统部件之间的特定功能性划分也仅为一个示例而并非强制性的；由单个系统部件执行的功能可以代之以由多个部件执行，而由多个部件执行的功能可以代之以由单个部件执行。
上文描述的某些部分按照关于信息的操作的算法和符号表示呈现了本发明的特征。这些算法描述和表示可以由数据处理领域的技术人员使用，来最有效地传输他们的工作内容给所属领域的其他技术人员。这些操作虽然是以功能或逻辑的方式描述的，但是应当理解均是通过计算机程序执行的。此外，还已证明，有时把这些操作的布置称为模块或按照功能命名是方便的，这不丧失普遍性。
根据以上说明，本发明公开的上述实施例可以使用计算机编程或工程技术进行实施，包括计算机软件、固件、硬件或它们的任何组合或子集。具有计算机可读和/或计算机可执行指令的任何此类所得程序可以实施或者提供在一个或多个计算机可读介质中，从而根据本发明中讨论的实施例来制造计算机程序产品，即制造品。所述计算机可读介质可以是例如固定(硬)驱动、软盘、光盘、磁带、诸如只读存储器(ROM)或闪存等半导体存储器，或者诸如互联网或其他通信网络或链路等任何发射/接收介质。包含计算机代码的制造品可以通过直接从一个介质执行指令、将代码从一个介质复制到另一个介质或者通过在网络上传输代码来制成和/或使用。
本说明书中所用的近似语言可适用于以能够适当改变但不更改相关的基本功能的方式修饰任何数量表示。因此，被一个或多个术语，例如“约”和“大体上”修饰的值并不限于所指出的精确值。在至少一些情况下，近似语言可能与用于测量值的仪器的精度对应。在此处以及说明书及权利要求书的各处中，范围限制可以组合和/或互换；除非上下文或语言另作说明，否则此类范围表示说明并且包括其中包含的所有子范围。
尽管已经就各个具体实施例描述了本发明，但是应认识到，可以在权利要求书的精神和范围内的修改下实践本发明公。
根据以上说明将认识到，本发明公开的上述实施例可以使用计算机编程或工程技术来实施，包括计算机软件、固件、硬件或者它们的任何组合或子集，可以通过执行以下步骤中的至少一个步骤来实现所述方法和系统的技术效果：(a)接收交流(AC)电力；(b)通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个变换器开关装置中的第一开关装置和所述多个变换器开关装置中的第二开关装置来将电流从所述第一开关装置输送到所述第二开关装置；(c)使用所输送的电流产生直流(DC)电力流；(d)通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个逆变器开关装置来使用所述逆变器开关装置产生交流电；以及(e)将所产生的交流电供应给负载。具有计算机可读代码装置的任何此类所得程序可以实施或者提供在一个或多个计算机可读介质中，从而根据本发明中讨论的实施例来制造计算机程序产品，即制造品。所述计算机可读介质可以是，例如但不限于，固定(硬)驱动、软盘、光盘、磁带、诸如只读存储器(ROM)等半导体存储器，以及/或者诸如互联网或其他通信网络或链路等任何发射/接收介质。包含计算机代码的制造品可以通过直接从一个介质执行代码、将代码从一个介质复制到另一个介质或者通过在网络上传输代码来制成和/或使用。
使用直流(DC)输电来输送电力的方法和系统的上述实施例提供了损耗相对较低、高性能价格比并且可靠的远距离电力输送方法。在背靠背配置中，上述HVDC系统可促使两个相邻但异步的电网之间互联，从而提高电力的可利用率和可靠性。更确切地说，本说明书中所述的方法和系统促使使用正向开通和正向关断的阀来转换交流电力。与例如基于晶闸管的开关相比，这些阀是基于气体管的电力电子开关。此外，上述方法和系统促使降低变换器换流电路的复杂性，因为在类似额定能力下，所需的气体管开关的数量小于基于晶闸管的系统。因此，本说明书中所描述的方法和系统可促使降低成本，同时以高性能价格比并且可靠的方式改进HVDC输电系统的能力。
本说明书使用各个实例来描述本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统、并实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书限定，并可包括所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也属于权利要求书的范围。

Claims (20)

1.一种基于电压源变换器的高电压直流(HVDC)输电系统，包括：
交流(AC)电源；以及
基于电压源变换器(VSC)的功率变换器通道，所述功率变换器通道包括：
交流到直流变换器，所述交流到直流变换器包括电连接到所述交流电源的第一三相桥开关电路，所述第一三相桥开关电路包括相对于彼此电串并联的多个第一支路，所述多个第一支路中的每个第一支路包括与对应气体管二极管电反向并联的至少一个第一气体管开关装置；
直流到交流逆变器，所述直流到交流逆变器包括电连接到所述交流到直流变换器的第二三相桥开关电路，所述第二三相桥开关电路包括相对于彼此电串并联的多个第二支路，所述多个第二支路中的每个第二支路包括与对应气体管二极管电反向并联的至少一个气体管开关装置；以及
换流电路，所述换流电路以通信方式连接到所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者的一个或多个气体管开关装置，所述换流电路配置成在所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者的操作周期的第一部分期间“开通”所述一个或多个气体管开关装置中的对应一个气体管开关装置，并且在所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的所述至少一者的所述操作周期的第二部分期间“关断”所述一个或多个气体管开关装置中的所述对应一个气体管开关装置。
2.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中每个所述气体管开关装置的额定值设置成大于约100千伏特(kV)。
3.根据权利要求2所述的HVDC输电系统，其中每个所述气体管开关装置的额定值设置成大于约300千伏特(kV)。
4.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中每个所述气体管开关装置包括围封在腔内的可电离气体。
5.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中每个所述气体管开关装置包括液态阴极。
6.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中所述HVDC输电系统包括电并联的多个基于VSC的功率变换器通道。
7.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者包括电串联的多个所述气体管开关装置。
8.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，还包括延伸在所述交流到直流变换器与所述直流到交流逆变器之间的直流输电电缆。
9.根据权利要求1所述的HVDC输电系统，其中所述换流电路包括：第一换流电路，所述第一换流电路以通信方式仅连接到所述第一三相桥开关电路的一个或多个气体管开关装置；以及第二换流电路，所述第二换流电路以通信方式仅连接到所述第二三相桥开关电路的一个或多个气体管开关装置。
10.一种使用直流(DC)输电来输送电力的方法，所述方法包括：
接收交流(AC)电力；
通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个变换器气体管开关装置中的第一气体管开关装置和所述多个变换器气体管开关装置中的第二气体管开关装置，将电流从所述第一气体管开关装置输送到所述第二气体管开关装置；
使用输送的电流产生直流(DC)电流；以及
通过在可选择的时间按顺序开通和关断多个逆变器气体管开关装置来使用所述逆变器气体管开关装置产生交流电。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括将基于气体管的二极管与所述多个气体管开关装置中的至少一个气体管开关装置电反向并联。
12.根据权利要求10所述的方法，其中将电流从多个变换器气体管开关装置中的第一气体管开关装置输送到所述多个变换器气体管开关装置中的第二气体管开关装置包括使用以通信方式连接到所述多个变换器气体管开关装置的换流电路来对所述变换器气体管开关装置进行换流。
13.根据权利要求10所述的方法，其中使用多个逆变器气体管开关装置产生交流电包括通过控制所述多个逆变器气体管开关装置的换流来控制所述多个逆变器气体管开关装置的无功功率输出。
14.根据权利要求10所述的方法，其中将电流从多个变换器气体管开关装置中的第一气体管开关装置输送到所述多个变换器气体管开关装置中的第二气体管开关装置包括将电流从多个变换器气体管开关中的第一气体管开关输送到所述多个变换器气体管开关中的第二气体管开关。
15.一种功率变换器通道，包括：
交流到直流变换器，包括电连接到电源的第一三相桥开关电路，所述第一三相桥开关电路包括相对于彼此电串并联的多个第一支路，所述多个第一支路中的每个第一支路包括至少一个气体管开关装置；
直流到交流逆变器，包括电连接到所述交流到直流变换器的第二三相桥开关电路，所述第二三相桥开关电路包括相对于彼此电串并联的多个第二支路，所述多个第二支路中的每个第二支路包括至少一个气体管开关装置；以及
换流电路，所述换流电路以通信方式连接到所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者的一个或多个第一和第二气体管开关装置，所述换流电路配置成在所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者的操作周期的第一部分期间“开通”所述一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置中的对应一个气体管开关装置，并且在所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的所述至少一者的所述操作周期的第二部分期间“关断”所述一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置中的所述对应一个气体管开关装置。
16.根据权利要求15所述的功率变换器通道，其中每个所述一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置的额定值设置成大于约100千伏特(kV)。
17.根据权利要求16所述的功率变换器通道，其中每个所述一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置的额定值设置成大于约300千伏特(kV)。
18.根据权利要求15所述的功率变换器通道，其中每个所述一个或多个第一气体管开关装置和第二气体管开关装置包括围封在腔内的可电离气体。
19.根据权利要求15所述的功率变换器通道，其中所述HVDC输电系统包括电并联的多个功率变换器通道。
20.根据权利要求15所述的功率变换器通道，其中所述第一三相桥开关电路和所述第二三相桥开关电路中的至少一者包括电串联的多个气体管开关装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713891A (zh) * 2019-02-15 2019-05-03 深圳市盛弘电气股份有限公司 一种非隔离多级变换器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016105662A1 (de) * 2016-03-29 2017-10-05 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung in ein elektrisches Versorgungsnetz mit einem Windpark sowie Windpark
US9973092B2 (en) * 2016-04-22 2018-05-15 General Electric Company Gas tube-switched high voltage DC power converter
EP3336872B1 (en) * 2016-12-15 2019-10-23 General Electric Technology GmbH Switching apparatus
EP3336869B1 (en) * 2016-12-15 2019-06-19 General Electric Technology GmbH Switching apparatus
CN106849120B (zh) * 2017-02-03 2019-06-21 许继电气股份有限公司 多馈入系统中无功补偿装置的布点方法及系统
CN107612042B (zh) * 2017-08-17 2020-07-07 南京理工大学 基于预接入大阻抗的同步调相机启动并网电路及控制方法
US10256067B1 (en) 2018-01-02 2019-04-09 General Electric Company Low voltage drop, cross-field, gas switch and method of operation
US10665402B2 (en) 2018-02-08 2020-05-26 General Electric Company High voltage, cross-field, gas switch and method of operation
US10403466B1 (en) 2018-03-23 2019-09-03 General Electric Company Low sputtering, cross-field, gas switch and method of operation
CN110571841A (zh) * 2019-07-10 2019-12-13 台州宏达电力建设有限公司台州经济开发区运检分公司 变频输电系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101965675A (zh) * 2008-01-24 2011-02-02 高级融合系统有限责任公司 高压逆变器
CN102013872A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 用于基于电流源转换器的驱动器的动态制动
CN102611096A (zh) * 2012-03-13 2012-07-25 浙江大学 一种具有直流故障自清除能力的双极直流输电系统
WO2014143100A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 General Electric Company Cold-cathode switching device and converter
CN104167753A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 南京南瑞继保电气有限公司 基于cdsm-mmc-hvdc和lcc-hvdc的三极直流输电系统

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2697206A (en) 1951-12-04 1954-12-14 Rca Corp Gas tube converter
US2752552A (en) * 1953-01-02 1956-06-26 Rca Corp Self-excited multiple gas tube inverter
US2786967A (en) 1953-07-17 1957-03-26 Gen Electric Thyratron control circuit
US4950962A (en) 1985-05-20 1990-08-21 Quantum Diagnostics, Ltd. High voltage switch tube
US6252787B1 (en) 2000-05-12 2001-06-26 Honeywell International Inc. Controllable circuit for providing bi-directional current to a load
JP2006506535A (ja) * 2002-11-13 2006-02-23 ジョン， エム． アルダー， 整流子、ガス電極、および電気メッキシステムと方法
JP4934703B2 (ja) * 2009-07-21 2012-05-16 株式会社日立製作所 電力変換装置
WO2011032127A2 (en) 2009-09-14 2011-03-17 Roger Faulkner Underground modular high-voltage direct current electric power transmission system
CN101745178B (zh) 2009-12-17 2013-01-02 重庆大学 便携式高压纳秒方波脉冲发生器
EP2702659A1 (en) 2011-04-29 2014-03-05 ABB Technology AG Method and control arrangement in a power system
WO2012163841A1 (en) 2011-05-30 2012-12-06 Abb Technology Ltd A voltage source converter for a hvdc transmission system
GB201120640D0 (en) 2011-11-30 2012-01-11 Univ Birmingham Power converter
US20140347898A1 (en) * 2012-05-31 2014-11-27 General Electric Company Modular multi-level power conversion system with dc fault current limiting capability
CN104350569B (zh) 2012-06-13 2016-06-15 Abb技术有限公司 旁路开关组件
EP2736061A1 (en) 2012-11-23 2014-05-28 Alstom Technology Ltd Vacuum interrupter assembly
EP2736060B1 (en) 2012-11-23 2017-09-06 General Electric Technology GmbH Power switching apparatus
CN103050966B (zh) 2012-12-07 2014-03-19 国网智能电网研究院 模块化多电平柔性直流输电系统的接地装置及其设计方法
WO2014142974A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 General Electric Company Direct current circuit breaker methods and systems
KR101666712B1 (ko) * 2014-05-13 2016-10-14 엘에스산전 주식회사 모듈형 멀티레벨 컨버터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101965675A (zh) * 2008-01-24 2011-02-02 高级融合系统有限责任公司 高压逆变器
CN102013872A (zh) * 2009-09-04 2011-04-13 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 用于基于电流源转换器的驱动器的动态制动
CN102611096A (zh) * 2012-03-13 2012-07-25 浙江大学 一种具有直流故障自清除能力的双极直流输电系统
WO2014143100A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 General Electric Company Cold-cathode switching device and converter
CN104167753A (zh) * 2013-05-16 2014-11-26 南京南瑞继保电气有限公司 基于cdsm-mmc-hvdc和lcc-hvdc的三极直流输电系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICHAEL P. BAHRMAN等: "The ABCs of HVDC transmission technologies", 《 IEEE POWER AND ENERGY MAGAZINE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713891A (zh) * 2019-02-15 2019-05-03 深圳市盛弘电气股份有限公司 一种非隔离多级变换器

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