CN108599228B - 一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组及三相下桥臂模组；三相上桥臂模组的正极直流端作为柔性直流输电换流器的第一直流端；三相上桥臂模组的三相交流线端与三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端地三相下桥臂模组的三相交流线端连接；三相下桥臂模组的负极直流端作为柔性直流输电换流器的第二直流端；三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端地连接，三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端地连接。本发明能节省功率模块及桥臂电抗器的数量，成本低。本发明同时提出了一种双极柔性直流输电系统。

Description

一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体涉及一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统。

背景技术

柔性直流输电采用全控性功率器件的电压源换流器，不依赖交流电网换相，是多直流馈入受端电网稳定性的重大技术发展方向。近年来，基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术得到快速发展，新投运的柔性直流工程基本都采用模块化多电平换流器技术。

目前，为了解决柔性直流输电工程中对称单极结构存在的一极发生故障时，另一极无法运行或电压加倍的缺点，双极结构的柔性直流输电系统应运而生。目前的双极结构的柔性直流输电系统主要采用单阀组接线或高低阀接线两种形式，其中，高低阀组结构的柔性直流输电系统中的柔性直流输电换流器是由两个三相六桥臂结构的换流阀组串联组成，请参阅图1中的现有技术中高低阀组结构的柔性直流输电系统中的柔性直流输电换流器的结构示意图，高低阀组结构的柔性直流输电系统中的柔性直流输电换流器可靠性高，但存在电气一次设备数量较多的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统，能节省功率模块及桥臂电抗器的数量，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组；所述三相上桥臂模组的正极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第一直流端；所述三相上桥臂模组的三相交流线端一一对应地与所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端一一对应地所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接；所述三相下桥臂模组的负极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第二直流端；

所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端一一对应地连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端一一对应地连接。

在一种可选的实施方式中，所述三相中桥臂模块包括三相结构相同的中桥臂子模组；每相所述中桥臂子模组包括第一全桥功率单元和第一桥臂电抗器；所述第一全桥功率单元的正极端与所述三相中桥臂的第一三相交流线端连接，所述第一全桥功率单元的负极端通过所述第一桥臂电抗器与所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接；

所述三相上桥臂模组包括三相结构相同的上桥臂子模组；每相所述上桥臂子模组包括第一半桥功率单元、第二全桥功率单元以及第二桥臂电抗器；所述第一半桥功率单元的正极端通过所述第二桥臂电抗器与所述三相上桥臂模组的正极直流端连接，所述第一半桥功率单元的负极端与所述第二全桥功率单元的正极端连接，所述第二全桥功率单元的负极端与所述三相上桥臂模组的三相交流线端连接；

所述三相下桥臂模组包括三相结构相同的下桥臂子模组；每相所述下桥臂子模组包括第二半桥功率单元、第三全桥功率单元以及第三桥臂电抗器；所述第二半桥功率单元的正极端与所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接，所述第二半桥功率单元的负极端与所述第三全桥功率单元的正极端连接，所述第三全桥功率单元的负极端通过所述第三桥臂电抗器与所述三相下桥臂模组的负极直流端连接。

在一种可选的实施方式中，所述第一全桥功率单元包括N个依次串联的全桥功率子单元；所述第一半桥功率单元包括i个依次串联的半桥功率子单元；所述第二全桥功率单元包括j个依次串联的全桥功率子单元；所述第二半桥功率单元包括k个依次串联的半桥功率子单元；所述第三全桥功率单元包括h个依次串联的全桥功率子单元；

其中，N、i、j、k和h均为正整数。

在一种可选的实施方式中，i+j＝N且i/N≤50％。

在一种可选的实施方式中，k+h＝N且k/N≤50％。

在一种可选的实施方式中，i+j＝k+h＝N且i/N＝k/N≤50％。

在一种可选的实施方式中，所述全桥功率子单元包括第一电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；其中，所述第一开关管的集电极、所述第二开关管的集电极、所述第三开关管的集电极、所述第四开关管的集电极分别于所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极、所述第三二极管的阴极、所述四二极管的阴极连接；所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的发射极、所述第三开关管的发射极、所述第四开关管的发射极分别于所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极、所述第三二极管的阳极、所述四二极管的阳极连接；所述第一开关管的集电极同时与所述第一电容的第一端及所述第四开关管的集电极连接，所述第二开关管的发射极同时与所述第二电容的第二端及所述第三开关管的发射极连接；所述第一开关管的发射极同时与所述第二开关管的集电极及所述全桥功率子单元的正极端连接；所述第四开关管的发射极同时与所述第三开关管的集电极及所述全桥功率子单元的负极端连接。

在一种可选的实施方式中，所述半桥功率子单元包括第二电容、第五开关管、第六开关管、第五二极管以及第六二极管；所述第五开关管的集电极、所述第六开关管的集电极分别于所述第五二极管的阴极、所述第六二极管的阴极连接，所述第五开关管的发射极、所述第六开关管的发射极分别于所述第五二极管的阳极、所述第六二极管的阳极连接；所述第五开关管的集电极通过所述第二电容与所述第六开关管的发射极连接，所述第五开关管的发射极与所述第六开关管的集电极连接；所述第五开关管的发射极与所述半桥功率子单元的正极端连接，所述第六开关管的发射极与所述半桥功率子单元的负极端连接。

在一种可选的实施方式中，所述第一桥臂电抗器、所述第二桥臂电抗器以及所述第三桥臂电抗器的参数相同。

为了达到相同的目的，本发明另一方面还提供了一种双极柔性直流输电系统，包括如上所述的第一柔性直流输电换流器及第二柔性直流输电换流器、第一变压器、第二变压器、第三变压器以及第四变压器；所述第一柔性直流输电换流器与所述第二柔性直流输电换流器的结构相同，所述第一柔性直流输电换流器的第一直流端作为所述双极柔性直流输电系统的正极直流母线，所述第一柔性直流输电换流器的第二直流端接地；所述第二柔性直流输电换流器的第一直流端接地，所述第一柔性直流输电换流器的第二直流端作为所述双极柔性直流输电系统的负极直流母线；

所述第一变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第一变压器的原边三相出线端与交流电网三相连接；所述第二变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第二变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；

所述第三变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第三变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；所述第四变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第四变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接。

相比与现有技术，本发明提供的一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统，其中所述柔性直流输电换流器包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组；所述三相上桥臂模组的正极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第一直流端；所述三相上桥臂模组的三相交流线端一一对应地与所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端一一对应地所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接；所述三相下桥臂模组的负极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第二直流端；所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端一一对应地连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端一一对应地连接。通过以上结构，本发明中的三相上桥臂模组与三相中桥臂模组构成了一个三相六桥臂换流器，三相下桥臂模组与三相中桥臂模组构成了另一个三相六桥臂换流器，即通过三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组构成了两个三相六桥臂换流器，节省了构成两个三相六桥臂换流器的功率模块及桥臂电抗器的数量，使得制造成本降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中高低阀组结构的柔性直流输电系统中的柔性直流输电换流器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种柔性直流输电换流器的结构示意图；

图3是本发明实施例中的全桥功率子单元的结构示意图；

图4是本发明实施例中的半桥功率子单元的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的一种双极柔性直流输电系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，其是本发明实施例提供的一种柔性直流输电换流器的结构示意图。本发明一方面提供了一种柔性直流输电换流器，包括三相上桥臂模组10、三相中桥臂模组20以及三相下桥臂模组30；所述三相上桥臂模组10的正极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第一直流端V1；所述三相上桥臂模组10的三相交流线端一一对应地与所述三相中桥臂模组20的第一三相交流线端连接，所述三相中桥臂模组20的第二三相交流线端一一对应地所述三相下桥臂模组30的三相交流线端连接；所述三相下桥臂模组30的负极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第二直流端V2；

所述三相中桥臂模组20的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端(Va1、Vb1和Vc1)一一对应地连接，所述三相中桥臂模组20的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端(Va2、Vb2和Vc2)一一对应地连接。

本发明中的所述三相上桥臂模组10与所述三相中桥臂模组20构成了一个三相六桥臂换流器，所述三相下桥臂模组30与所述三相中桥臂模组20构成了另一个三相六桥臂换流器，两个三相六桥臂换流器共用了所述三相中桥臂模组20，实现了通过三相上桥臂模组10、三相中桥臂模组20以及三相下桥臂模组30构成了两个三相六桥臂换流器，因而达到了节省构成两个三相六桥臂换流器的功率模块及桥臂电抗器的数量的目的，从而降低制造成本。

进一步地，所述三相中桥臂模块包括三相结构相同的中桥臂子模组；每相所述中桥臂子模组包括第一全桥功率单元201和第一桥臂电抗器L1；所述第一全桥功率单元201的正极端与所述三相中桥臂的第一三相交流线端连接，所述第一全桥功率单元201的负极端通过所述第一桥臂电抗器L1与所述三相中桥臂模组20的第二三相交流线端连接；

所述三相上桥臂模组10包括三相结构相同的上桥臂子模组；每相所述上桥臂子模组包括第一半桥功率单元101、第二全桥功率单元102以及第二桥臂电抗器L2；所述第一半桥功率单元101的正极端通过所述第二桥臂电抗器L2与所述三相上桥臂模组10的正极直流端连接，所述第一半桥功率单元101的负极端与所述第二全桥功率单元102的正极端连接，所述第二全桥功率单元102的负极端与所述三相上桥臂模组10的三相交流线端连接；

所述三相下桥臂模组30包括三相结构相同的下桥臂子模组；每相所述下桥臂子模组包括第二半桥功率单元301、第三全桥功率单元302以及第三桥臂电抗器L3；所述第二半桥功率单元301的正极端与所述三相下桥臂模组30的的三相交流线端连接，所述第二半桥功率单元301的负极端与所述第三全桥功率单元302的正极端连接，所述第三全桥功率单元302的负极端通过所述第三桥臂电抗器L3与所述三相下桥臂模组30的负极直流端连接。

下面将对照图1对本发明实施例中的连接关系进行具体说明：

所述三相上桥臂模组10三相结构相同的上桥臂子模组，具体为A相上桥臂子模组、B相上桥臂子模组以及C相上桥臂子模组，所述三相中桥臂模组20三相结构相同的中桥臂子模组，具体为A相中桥臂子模组、B相中桥臂子模组以及C相中桥臂子模组，所述三相下桥臂模组30三相结构相同的下桥臂子模组，具体为A相下桥臂子模组、B相下桥臂子模组以及C相下桥臂子模组；

A相上桥臂子模组的负极端与A相中桥臂子模组的正极端连接，A相中桥臂子模组的负极端与A相下桥臂子模组的正极端连接；B相上桥臂子模组的负极端与B相中桥臂子模组的正极端连接，B相中桥臂子模组的负极端与B相下桥臂子模组的正极端连接；C相上桥臂子模组的负极端与C相中桥臂子模组的正极端连接，C相中桥臂子模组的负极端与C相下桥臂子模组的正极端连接；

第一变压器的副边三相出线端(Va1、Vb1和Vc1)包括第一A相出线端、第一B相出线端以及第一C相出线端，第二变压器的副边三相出线端(Va2、Vb2和Vc2)包括第二A相出线端、第二B相出线端以及第二C相出线端，

所述三相上桥臂模组10的正极直流端同时与A相上桥臂子模组的正极端、B相上桥臂子模组的正极端以及C相上桥臂子模组的正极端连接，所述三相下桥臂模组30的负极直流端同时与A相下桥臂子模组的负极端、B相下桥臂子模组的负极端以及C相下桥臂子模组的负极端连接；

可以理解的是，所述第一半桥功率单元101的正极端即为对应相上桥臂子模组的正极端，所述第三全桥功率单元302的负极端为对应相下桥臂模组的负极端；

A相中桥臂子模组的正极端、B相中桥臂子模组的正极端以及C中桥臂子模组的正极端一一对应地与第一A相出线端、第一B相出线端、第一C相出线端连接；A相中桥臂子模组的负极端、B相中桥臂子模组的负极端以及C中桥臂子模组的负极端一一对应地与第二A相出线端、第二B相出线端、第二C相出线端连接；

可以理解的是，所述第一全桥功率单元201的正极端即为对应相中桥臂子模组的正极端，所述第一桥臂电抗器L1远离所述第一全桥功率单元201的一端即为对应相中桥臂模组的负极端。

进一步地，所述第一全桥功率单元201包括N个依次串联的全桥功率子单元FBSM；所述第一半桥功率单元101包括i个依次串联的半桥功率子单元HBSM；所述第二全桥功率单元102包括j个依次串联的全桥功率子单元FBSM；所述第二半桥功率单元301包括k个依次串联的半桥功率子单元HBSM；所述第三全桥功率单元302包括h个依次串联的全桥功率子单元FBSM；

其中，N、i、j、k和h均为正整数。

所述依次串联的全桥功率子单元FBSM具体为：第一个全桥功率子单元FBSM的正极端作为对应的全桥功率单元的正极端，第m个全桥功率子单元FBSM的负极端与第m+1个全桥功率子单元FBSM的正极端连接，最后一个全桥功率子单元FBSM的负极端作为对应的全桥功率单元的负极端。所述依次串联的全桥功率子单元FBSM的连接方式相同，此处不再赘述。

在一种可选的实施方式中，i+j＝N且i/N≤50％。限制i/N≤50％使得柔性直流换流器能够输出零直流电压甚至反向直流电压，在发生直流故障时能够加快直流故障清除的速度。

在一种可选的实施方式中，k+h＝N且k/N≤50％。限制k/N≤50％使得柔性直流换流器能够输出零直流电压甚至反向直流电压，在发生直流故障时能够加快直流故障清除的速度。

在另一种可选的实施方式中，i+j＝k+h＝N且i/N＝k/N≤50％。为了方便地实现控制，将所述三相上桥臂模组10中的第一半桥功率单元101中的半桥功率子单元HBSM的数量设置为与所述三相下桥臂模组30中的第二半桥功率单元301中的半桥功率子单元HBSM的数量相同，将所述三相上桥臂模组10中的第二全桥功率单元102中的全桥功率子单元FBSM的数量设置为与所述三相下桥臂模组30中的第三全桥功率单元302中的全桥功率子单元FBSM的数量相同。

请参阅图3，其是本发明实施例中的全桥功率子单元的结构示意图。进一步地，所述全桥功率子单元FBSM包括第一电容C1、第一开关管T1、第二开关管T2、第三开关管T3、第四开关管T4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4；其中，所述第一开关管T1的集电极、所述第二开关管T2的集电极、所述第三开关管T3的集电极、所述第四开关管T4的集电极分别于所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阴极、所述第三二极管D3的阴极、所述第四二极管D4的阴极连接；所述第一开关管T1的发射极、所述第二开关管T2的发射极、所述第三开关管T3的发射极、所述第四开关管T4的发射极分别于所述第一二极管D1的阳极、所述第二二极管D2的阳极、所述第三二极管D3的阳极、所述四二极管的阳极连接；所述第一开关管T1的集电极同时与所述第一电容C1的第一端及所述第四开关管T4的集电极连接，所述第二开关管T2的发射极同时与所述第二电容C2的第二端及所述第三开关管T3的发射极连接；所述第一开关管T1的发射极同时与所述第二开关管T2的集电极及所述全桥功率子单元FBSM的正极端连接；所述第四开关管T4的发射极同时与所述第三开关管T3的集电极及所述全桥功率子单元FBSM的负极端连接。所述全桥功率子单元FBSM的工作原理是本领域技术人员的公知常识，此处将不再赘述。

请参阅图4，其是本发明实施例中的半桥功率子单元的结构示意图。进一步地，所述半桥功率子单元HBSM包括第二电容C2、第五开关管T5、第六开关管T6、第五二极管D5以及第六二极管D6；所述第五开关管T5的集电极、所述第六开关管T6的集电极分别于所述第五二极管D5的阴极、所述第六二极管D6的阴极连接，所述第五开关管T5的发射极、所述第六开关管T6的发射极分别于所述第五二极管D5的阳极、所述第六二极管D6的阳极连接；所述第五开关管T5的集电极通过所述第二电容C2与所述第六开关管T6的发射极连接，所述第五开关管T5的发射极与所述第六开关管T6的集电极连接；所述第五开关管T5的发射极与所述半桥功率子单元HBSM的正极端连接，所述第六开关管T6的发射极与所述半桥功率子单元HBSM的负极端连接。所述半桥功率子单元HBSM的工作原理是本领域技术人员的公知常识，此处将不再赘述。

所述全桥功率子单元FBSM和/或所述半桥功率子单元HBSM中的电容用于阻断直流故障，具有直流故障自清除的能力，且损耗较少。

进一步地，所述第一桥臂电抗器L1、所述第二桥臂电抗器L2以及所述第三桥臂电抗器L3的参数相同。

请参阅图5，其是本发明实施例提供的一种双极柔性直流输电系统的结构示意图。为了达到相同的目的，本发明另一方面还提供了一种双极柔性直流输电系统，包括如上所述的第一柔性直流输电换流器1、第二柔性直流输电换流器2、第一变压器T1、第二变压器T2、第三变压器T3以及第四变压器T4；所述第一柔性直流输电换流器1与所述第二柔性直流输电换流器2的结构相同，所述第一柔性直流输电换流器1的第一直流端作为所述双极柔性直流输电系统的正极直流母线，所述第一柔性直流输电换流器1的第二直流端接地；所述第二柔性直流输电换流器2的第一直流端接地，所述第一柔性直流输电换流器1的第二直流端作为所述双极柔性直流输电系统的负极直流母线；

所述第一变压器T1的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器1中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第一变压器T1的原边三相出线端与交流电网三相连接；所述第二变压器T2的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器1中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第二变压器T2的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；

所述第三变压器T3的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器2中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第三变压器T3的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；所述第四变压器T4的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器2中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第四变压器T4的原边三相出线端与所述交流电网三相连接。

本发明实施例通过将所述第一柔性直流输电换流器1的第一直流端作为所述双极柔性直流输电系统的正极直流母线，所述第一柔性直流输电换流器1的第二直流端作为所述双极柔性直流输电系统的负极直流母线，且所述第一柔性直流输电换流器1的第二直流端及所述第二柔性直流输电换流器2的第一直流端接地的方式，构成了双极结构的柔性直流输电系统。

可以理解的是，根据本发明实施例的结构可构成多种不同结构的柔性直流输电系统，包括但不限于双端结构的柔性直流输电系统、背靠背结构的柔性直流输电系统或多端结构的柔性直流输电系统。上述结构的柔性直流输电系统的结构属于本领域技术人员构建柔性直流输电系统的常规技术手段，此处将不再赘述。

相比与现有技术，本发明提供的一种柔性直流输电换流器及双极柔性直流输电系统，其中所述柔性直流输电换流器包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组；所述三相上桥臂模组的正极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第一直流端；所述三相上桥臂模组的三相交流线端一一对应地与所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端一一对应地所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接；所述三相下桥臂模组的负极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第二直流端；所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端一一对应地连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端一一对应地连接。通过以上结构，本发明中的三相上桥臂模组与三相中桥臂模组构成了一个三相六桥臂换流器，三相下桥臂模组与三相中桥臂模组构成了另一个三相六桥臂换流器，即通过三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组构成了两个三相六桥臂换流器，节省了构成两个三相六桥臂换流器的功率模块及桥臂电抗器的数量，使得制造成本降低。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种柔性直流输电换流器，其特征在于，包括三相上桥臂模组、三相中桥臂模组以及三相下桥臂模组；所述三相上桥臂模组的正极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第一直流端；所述三相上桥臂模组的三相交流线端一一对应地与所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端一一对应地所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接；所述三相下桥臂模组的负极直流端作为所述柔性直流输电换流器的第二直流端；

所述三相中桥臂模组的第一三相交流线端用于与第一变压器的副边三相出线端一一对应地连接，所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端用于与第二变压器的副边三相出线端一一对应地连接；

所述三相中桥臂模块包括三相结构相同的中桥臂子模组；每相所述中桥臂子模组包括第一全桥功率单元和第一桥臂电抗器；所述第一全桥功率单元的正极端与所述三相中桥臂的第一三相交流线端连接，所述第一全桥功率单元的负极端通过所述第一桥臂电抗器与所述三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接；

所述三相上桥臂模组包括三相结构相同的上桥臂子模组；每相所述上桥臂子模组包括第一半桥功率单元、第二全桥功率单元以及第二桥臂电抗器；所述第一半桥功率单元的正极端通过所述第二桥臂电抗器与所述三相上桥臂模组的正极直流端连接，所述第一半桥功率单元的负极端与所述第二全桥功率单元的正极端连接，所述第二全桥功率单元的负极端与所述三相上桥臂模组的三相交流线端连接；

所述三相下桥臂模组包括三相结构相同的下桥臂子模组；每相所述下桥臂子模组包括第二半桥功率单元、第三全桥功率单元以及第三桥臂电抗器；所述第二半桥功率单元的正极端与所述三相下桥臂模组的三相交流线端连接，所述第二半桥功率单元的负极端与所述第三全桥功率单元的正极端连接，所述第三全桥功率单元的负极端通过所述第三桥臂电抗器与所述三相下桥臂模组的负极直流端连接；

所述第一全桥功率单元包括N个依次串联的全桥功率子单元；所述第一半桥功率单元包括i个依次串联的半桥功率子单元；所述第二全桥功率单元包括j个依次串联的全桥功率子单元；所述第二半桥功率单元包括k个依次串联的半桥功率子单元；所述第三全桥功率单元包括h个依次串联的全桥功率子单元；其中，N、i、j、k和h均为正整数；

所述全桥功率子单元包括第一电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；其中，所述第一开关管的集电极、所述第二开关管的集电极、所述第三开关管的集电极、所述第四开关管的集电极分别于所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极、所述第三二极管的阴极、所述四二极管的阴极连接；所述第一开关管的发射极、所述第二开关管的发射极、所述第三开关管的发射极、所述第四开关管的发射极分别于所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极、所述第三二极管的阳极、所述四二极管的阳极连接；所述第一开关管的集电极同时与所述第一电容的第一端及所述第四开关管的集电极连接，所述第二开关管的发射极同时与第二电容的第二端及所述第三开关管的发射极连接；所述第一开关管的发射极同时与所述第二开关管的集电极及所述全桥功率子单元的正极端连接；所述第四开关管的发射极同时与所述第三开关管的集电极及所述全桥功率子单元的负极端连接；

所述全桥功率子单元的电容用于阻断直流故障。

2.如权利要求1所述的柔性直流输电换流器，其特征在于，i+j=N且i/N≤50%。

3.如权利要求1所述的柔性直流输电换流器，其特征在于，k+h=N且k/N≤50%。

4.如权利要求1所述的柔性直流输电换流器，其特征在于，i+j=k+h=N且i/N=k/N≤50%。

5.如权利要求1所述的柔性直流输电换流器，其特征在于，所述半桥功率子单元包括第二电容、第五开关管、第六开关管、第五二极管以及第六二极管；所述第五开关管的集电极、所述第六开关管的集电极分别于所述第五二极管的阴极、所述第六二极管的阴极连接，所述第五开关管的发射极、所述第六开关管的发射极分别于所述第五二极管的阳极、所述第六二极管的阳极连接；所述第五开关管的集电极通过所述第二电容与所述第六开关管的发射极连接，所述第五开关管的发射极与所述第六开关管的集电极连接；所述第五开关管的发射极与所述半桥功率子单元的正极端连接，所述第六开关管的发射极与所述半桥功率子单元的负极端连接。

6.如权利要求1所述的柔性直流输电换流器，其特征在于，所述第一桥臂电抗器、所述第二桥臂电抗器以及所述第三桥臂电抗器的参数相同。

7.一种双极柔性直流输电系统，其特征在于，包括第一柔性直流输电换流器及第二柔性直流输电换流器、第一变压器、第二变压器、第三变压器以及第四变压器；所述第一柔性直流输电换流器与所述第二柔性直流输电换流器的结构相同，采用如权利要求1到6任一项所述的柔性直流输电换流器，所述第一柔性直流输电换流器的第一直流端作为所述双极柔性直流输电系统的正极直流母线，所述第一柔性直流输电换流器的第二直流端接地；所述第二柔性直流输电换流器的第一直流端接地，所述第一柔性直流输电换流器的第二直流端作为所述双极柔性直流输电系统的负极直流母线；

所述第一变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第一变压器的原边三相出线端与交流电网三相连接；所述第二变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第一柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第二变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；

所述第三变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第一三相交流线端连接，所述第三变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接；所述第四变压器的副边三相出线端一一对应地与所述第二柔性直流输电换流器中的三相中桥臂模组的第二三相交流线端连接，所述第四变压器的原边三相出线端与所述交流电网三相连接。