CN114337335A - 混合型模块化多电平换流器、控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种混合型模块化多电平换流器，包括半桥模组、全桥模组、三绕组变压器及开关电容模组，其中，半桥模组包括三相并联的第一半桥，每相第一半桥均包括串联的偶数个半桥子模块和偶数个第一电抗；全桥模组与半桥模组串联，包括三相并联的第二半桥，每相第二半桥均包括串联的偶数个全桥子模块和偶数个第二电抗；三绕组变压器被配置为：第一绕组与交流电网连接；第二绕组的三相分别与三相第一半桥的桥臂中点一一对应连接；第三绕组的三相分别与三相第二半桥的桥臂中点一一对应连接；开关电容模组与半桥模组及全桥模组均连接，用于根据控制信号动作，以清除模块化多电平换流器的故障电流。

Description

混合型模块化多电平换流器、控制方法及控制装置

技术领域

本申请涉及直流输配电技术领域，特别是涉及一种混合型模块化多电平换流器、控制方法及控制装置。

背景技术

目前，基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)的柔性直流技术得到了快速的发展，且逐渐从输电层面向配电层面延伸。上述应用使得直流故障的清除技术已经成为影响直流电网发展的关键因素。由于直流断路器的成本与技术限制，通过改进MMC的拓扑结构来实现其故障自清除能力仍是直流故障清除领域的重要研究课题。

综合考虑传统MMC的研究现状，如何提出了一种新型的混合型MMC拓扑，以降低MMC换流站的构建成本与通态损耗，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种混合型模块化多电平换流器、控制方法及控制装置，以解决现有模块化多电平换流器换流站构建成本高、通态损耗高的问题。

本申请一方面提供了一种混合型模块化多电平换流器，包括半桥模组、全桥模组、三绕组变压器及开关电容模组，其中，所述半桥模组包括三相并联的第一半桥，每相所述第一半桥均包括串联的偶数个半桥子模块和偶数个第一电抗，且每相所述第一半桥的上下桥臂均配置相同数量的所述半桥子模块和相同数量的所述第一电抗；所述全桥模组与所述半桥模组串联，所述全桥模组包括三相并联的第二半桥，每相所述第二半桥均包括串联的偶数个全桥子模块和偶数个第二电抗，且每相所述第二半桥的上下桥臂均配置相同数量的所述全桥子模块和相同数量的所述第二电抗；所述三绕组变压器被配置为：第一绕组与交流电网连接；第二绕组的三相分别与三相所述第一半桥的桥臂中点一一对应连接，所述第二绕组用于将所述交流电网提供的交流电转换为第一交流电，为所述半桥模组供电；第三绕组的三相分别与三相所述第二半桥的桥臂中点一一对应连接，所述第三绕组用于将所述交流电网提供的交流电转换为第二交流电，为所述全桥模组供电；所述开关电容模组，与所述半桥模组及所述全桥模组均连接，用于根据控制信号动作，以清除所述模块化多电平换流器的故障电流。

于上述实施例提供的混合型模块化多电平换流器中，通过设置半桥模组与全桥模组，将混合型模块化多电平换流器所需配置的半桥子模块与全桥子模块分成串联的两部分，由于全桥子模块具备自故障电流清除能力，能够最大限度减少全桥子模块的配置，大幅降低构建成本和通态损耗，此外，通过设置的开关电容模组，根据控制信号动作以为半桥模组提供故障电流清除回路，弥补了半桥模组无法自行清除故障电流的缺陷，而且电路结构简单，控制方法成熟，保证了混合型模块化多电平换流器的安全稳定运行。

在其中一个实施例中，任一所述半桥子模块均包括2个第一可控开关单元串联的半桥电路及与所述半桥电路并联的第一电容；

所述第一可控开关单元包括可控开关管及与所述可控开关管反向并联的二极管。

在其中一个实施例中，任一所述全桥子模块均包括2个并联连接的所述半桥电路及与所述半桥电路并联的第二电容。

在其中一个实施例中，所述开关电容模组包括第一刀闸、第二刀闸及由第二可控开关单元及第三电容串联组成的隔离支路；

所述隔离支路通过所述第一刀闸与所述全桥模组并联连接，用于清除所述模块化多电平换流器的故障电流；

所述第二刀闸被配置为：第一端与所述第一刀闸及所述隔离支路均连接，第二端与直流电网连接；

所述开关电容模组被配置为：

若所述模块化多电平换流器稳态运行，控制所述第一刀闸及所述第二刀闸均闭合，并控制所述第二可控开关单元关断，使得所述模块化多电平换流器正常工作；

若所述模块化多电平换流器出现故障电流，控制各所述第一可控开关单元均闭锁，并控制所述第二可控开关单元闭合，同时控制所述第一刀闸断开，为所述第三电容充电；

若所述第三电容的充电电流小于或等于预设阈值，控制所述第二可控开关单元关断，并控制所述第二刀闸断开，从而清除故障电流。

在其中一个实施例中，每相所述第二半桥的上下桥臂均包括1个所述全桥子模块。

在其中一个实施例中，每相所述第一半桥中所述半桥子模块的数量N根据以下公式计算：

其中，V_dc为所述直流电网额定电压，V_FB为所述全桥子模块的额定输出电压，V_HB为所述半桥子模块的额定输出电压。

在其中一个实施例中，所述第三电容容值C根据以下公式计算：

其中，t₁为闭锁所述模块化多电平换流器的时刻，t₂为断开所述第一刀闸的时刻，I_{dc_F}为所述时刻t₁到所述时刻t₂期间所述故障电流的平均值，U_{ac_FB}为所述全桥模组的交流侧电压。

本申请第二方面提供了一种混合型模块化多电平换流器控制方法，用于控制前述实施例中任一项所述的混合型模块化多电平换流器，所述方法包括：

获取所述模块化多电平换流器的故障电流信息；

根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制第一可控开关单元及第二可控开关单元动作，以清除故障电流。

于上述实施例提供的控制方法中，根据混合型模块化多电平换流器的故障电流信息作为开关动作的触发信号，当检测到故障电流时立即生成对应的开关控制信号，控制对应的可控开关单元工作，能够快速清除故障电流，控制方法简单有效。

在其中一个实施例中，所述根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制所述第一可控开关单元及所述第二可控开关单元动作，以清除故障电流的步骤，包括：

根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，断开同时控制第一刀闸断开，所述半桥模组开始为第三电容充电；

当所述第三电容充电电流降为零，控制所述第二可控开关单元关断，同时控制第二刀闸断开。

本申请第三方面提供了一种混合型模块化多电平换流器控制装置，用于控制清除所述模块化多电平换流器的故障电流，包括：故障电流信息获取模块及控制模块，其中，所述故障电流信息获取模块用于获取所述模块化多电平换流器的直流侧故障电流信息；所述控制模块用于根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，以控制所述模块化多电平换流器清除故障电流。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为传统混合型模块化多电平换流器的拓扑结构图；

图2为本申请一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的拓扑结构图；

图3为本申请一实施例中提供的半桥子模块结构图及其工作原理图；

图4为本申请一实施例中提供的全桥子模块结构图及其工作原理图；

图5为本申请一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的稳态工作原理图；

图6为本申请一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的故障电流清除过程原理图；

图7为本申请一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的故障电流清除后动作原理图；

图8为本申请一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的控制方法流程图；

图9为本申请又一实施例中提供的混合型模块化多电平换流器的控制方法流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

近年来，基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)的柔性直流技术得到快速发展，MMC已经成功地应用在高压直流输电系统领域。MMC直流输电由于扩展性强等诸多优点，非常适合高电压、大功率的供电场合。半桥子模块(Half-BridgeSub-Module，HBSM)是目前MMC工程主要的子模块可选结构，由于HBSM的损耗小、成本低，目前几乎所有的工程均为基于半桥型子模块的MMC，但是，当HB-MMC发生直流短路故障，尤其是双极短路故障时，系统无法通过闭锁换流器来切断短路故障电流，严重危害系统的安全，影响系统的供电可靠性。

另一方面，由于全桥子模块(Full-Bridge Sub-Module，FBSM)具备良好的故障电流自清除能力，因此出现了同时包含HBSM和FBSM的混合型MMC拓扑，以实现自故障电流清除功能，常规的混合型MMC拓扑如图1所示，每个半桥桥臂均包含一定比例的HBSM与FBSM，根据期刊论文《混合型MMC全桥子模块的配置比例优化设计》的研究成果，全桥子模块的占比必须大于50％，才能最终实现清除直流故障电流。

但是，相比HBSM，FBSM需要双倍数目的功率器件，成本大增而且通态损耗更大，因此，常规的混合型MMC拓扑往往建造成本高昂，而且在通态情况下，电能浪费比较严重，而且由于两种子模块混合布置，导致控制方法异常复杂，变相增加了系统的不稳定性。因此，基于上述理由，需要研究一种成本更加低廉、更节能且电路结构更简单的新型MMC拓扑。

为了解决上述问题，本申请提供了一种混合型模块化多电平换流器、控制方法及控制装置，以下将通过具体的实施例来进行说明。

在本申请提供的一个实施例中，如图2所示，提供了一种混合型模块化多电平换流器，包括半桥模组100、全桥模组200、三绕组变压器300及开关电容模组400，其中，半桥模组100包括三相并联的第一半桥，每相第一半桥均包括串联的偶数个半桥子模块HB和偶数个第一电抗L1，且每相第一半桥的上下桥臂均配置相同数量的半桥子模块HB和相同数量的第一电抗L1；全桥模组200与半桥模组100串联，全桥模组200包括三相并联的第二半桥，每相第二半桥均包括串联的偶数个全桥子模块FB和偶数个第二电抗L2，且每相第二半桥的上下桥臂均配置相同数量的全桥子模块FB和相同数量的第二电抗L2；三绕组变压器300被配置为：第一绕组与交流电网连接；第二绕组的三相分别与三相第一半桥的桥臂中点一一对应连接，第二绕组用于将交流电网提供的交流电转换为第一交流电，为半桥模组100供电；第三绕组的三相分别与三相第二半桥的桥臂中点一一对应连接，第三绕组用于将交流电网提供的交流电转换为第二交流电，为全桥模组200供电；开关电容模组400，与半桥模组100及全桥模组200均连接，用于根据控制信号动作，以清除模块化多电平换流器的故障电流。

其中，开关电容模组400包括第一刀闸K1、第二刀闸K2及由第二可控开关单元S2及第三电容C3串联组成的隔离支路；所述隔离支路通过第一刀闸K1与全桥模组200并联连接，用于清除模块化多电平换流器的故障电流；第二刀闸K2被配置为：第一端与第一刀闸K1及隔离支路均连接，第二端与直流电网连接；开关电容模组400被配置为：若模块化多电平换流器稳态运行，控制第一刀闸K1及第二刀闸K2均闭合，并控制第二可控开关单元关断，使得模块化多电平换流器正常工作；若模块化多电平换流器出现故障电流，控制各第一可控开关单元均闭锁，并控制第二可控开关单元S2闭合，同时控制第一刀闸K1断开，为第三电容C3充电；若第三电容C3的充电电流小于或等于预设阈值，控制第二可控开关单元S2关断，并控制第二刀闸K2断开，从而清除故障电流。

具体地，在一些实施例中，第二半桥上的全桥子模块FB数量可以根据实际需要进行配置，一方面通过最低限度配置FB以降低建造成本，减少电能损耗，另一方面优化配置FB数量达到减少输出谐波，提高电能质量的目标。在本实施例中，采取任一第二半桥均配置2个全桥子模块，且上下桥臂各1个全桥子模块的配置方案，达到最大化降低成本和电能损耗的目的。对应的，每相第一半桥中半桥子模块的数量N根据以下公式计算：

其中，V_dc为直流电网额定电压，V_FB为全桥子模块的额定输出电压，V_HB为半桥子模块的额定输出电压。

具体地，在一些实施例中，第三电容容值C根据以下公式计算：

其中，t₁为闭锁模块化多电平换流器的时刻，t₂为断开第一刀闸K1的时刻，I_{dc_F}为t₁到t₂期间故障电流的平均值，U_{ac_FB}为全桥模组的交流侧电压。

于上述实施例提供的混合型模块化多电平换流器中，通过设置半桥模组100与全桥模组200，将混合型模块化多电平换流器所需配置的半桥子模块HB与全桥子模块FB分成串联的两部分，由于全桥子模块FB具备自故障电流清除能力，能够最大限度减少全桥子模块FB的配置，大幅降低构建成本和通态损耗，此外，通过设置的开关电容模组400，根据控制信号动作以为半桥模组100提供故障电流清除回路，弥补了半桥模组100无法自行清除故障电流的缺陷，而且电路结构简单，控制方法成熟，保证了混合型模块化多电平换流器的安全稳定运行。

在本申请提供的一个实施例中，如图3中(a)图所示，任一半桥子模块HB均包括2个第一可控开关单元S1串联的半桥电路及与半桥电路并联的第一电容C1，其中，第一可控开关单元S1包括可控开关管Q1及与可控开关管反向并联的二极管D1。

具体地，当模块化多电平换流器电路发生直流短路故障时，半桥子模块将根据动作指令闭锁所有可控开关管Q1和Q2，当故障电流方向为正时，如图3中(b)图所示，故障电流经二极管D1向第一电容C1充电，进而阻断了故障电流；当故障电流方向为负时，如图3中(c)图所示，二极管D2为故障电流提供了通路，故障电流将通过D2持续流向故障点，因此，在这种情况下，半桥子模块不具备故障电流清除能力，只能依靠断路器的动作来切断故障电流。

在本申请提供的一个实施例中，如图4中(a)图所示，任一全桥子模块FB均包括2个并联连接的半桥电路及与半桥电路并联的第二电容C2。

具体地，当模块化多电平换流器电路发生直流短路故障时，全桥子模块将根据动作指令闭锁所有可控开关管Q3、Q4、Q5和Q6，当故障电流方向为正时，如图4中(b)图所示，故障电流经二极管D3和二极管D6向第二电容C2充电，进而阻断了故障电流；当故障电流方向为负时，如图4中(c)图所示，故障电流经二极管D4和二极管D5向第二电容C2充电，进而阻断了故障电流，因此，无论故障电流方向如何，故障电流均流经第二电容C2，对C2充电，从而全桥子模块具备直流故障电流钳位能力，由全桥子模块组成的模块化多电平换流器可以通过闭锁可控开关管清除直流短路故障电流。

在本申请提供的一个实施例中，如图5所示，在模块化多电平换流器稳定工作时，第一刀闸K1和第二刀闸K2均闭合，第二可控开关单元S2闭锁，交流电网输出的交流电通过三绕组变压器300给全桥模组200和半桥模组100供电，最终输出稳定的直流电U_dc，且为半桥模组输出电压与全桥模组输出电压之和：U_dc＝U_{dc_FB}+U_{dc_HB}。

在本申请提供的一个实施例中，如图6所示，当系统检测到直流故障电流时，立即触发模块化多电平换流器内所有第一可控开关单元S1闭锁，同时为第二可控开关单元S2提供导通触发信号，使S2导通，由于全桥子模块具备的故障电流自清除能力，因此全桥模组200没有过流风险，可以通过断开第一刀闸K1，将全桥模组200从MMC电路中切除，另一方面，半桥模组100通过第三电容C3、第二可控开关单元S2及第二刀闸K2与直流故障点之间形成回路，故障电流流过第三电容C3并为C3充电，根据电容充电特性可知，充电电流是逐渐减小的直至变为零，在本实施例中，第二可控开关单元S2选用半控电流型器件，例如晶闸管，只需在检测到故障电流时提供触发电流脉冲信号，使其导通，当第三电容C3充电至与半桥模组100前端交流电压幅值相等时，充电电流降为零，第二可控开关单元S2自动关断，从而切断故障回路，实现直流短路故障电流的自清除。

在本申请提供的一个实施例中，如图7所示，当第三电容C3的充电电流降为零，且第二可控开关单元S2关断时，控制第二刀闸K2断开，直流侧故障电流彻底切除完成。

在本申请提供的一个实施例中，如图8所示，提供了一种混合型模块化多电平换流器控制方法，用于前述任一项实施例所述的混合型模块化多电平换流器，所述方法包括：

步骤22，获取所述模块化多电平换流器的故障电流信息；

具体地，电力监控系统通过实时检测直流侧电流对直流电网进行故障监控，当检测到的直流电流出现明显超出正常值且呈现逐渐增大的趋势时，控制系统判断出现了短路故障。

步骤24，根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制第一可控开关单元及第二可控开关单元动作，以清除故障电流。

具体地，控制系统根据故障电流信息判断出现了直流短路故障，生成对应的开关控制信号控制模块化多电平换流器的各个可控开关单元快速动作，使直流故障电流迅速减小至零后切断电路，实现故障电流的自清除，具体工作原理请参考前述实施例。

于上述实施例提供的控制方法中，根据混合型模块化多电平换流器的故障电流信息作为开关动作的触发信号，当检测到故障电流时立即生成对应的开关控制信号，控制对应的可控开关单元工作，能够快速清除故障电流，控制电路简单，控制方法成熟有效，从而保证系统安全稳定运行。

在本申请提供的一个实施例中，如图9所示，步骤24，根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制所述第一可控开关单元及所述第二可控开关单元动作，以清除故障电流的步骤，包括：

步骤242，根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，断开同时控制第一刀闸断开，所述半桥模组开始为第三电容充电；

具体地，当检测到故障电流信息，系统迅速控制各个第一可控开关单元闭锁，同时控制第二可控开关单元导通，使半桥模组跟第三电容C3和故障点连成回路，通过第三电容C3进行电流钳位，并逐渐将故障电流减小为零，另一方面，全桥模组由于自带故障电流清除能力，只需控制第一刀闸断开，将全桥模组跟半桥模组分离即可。

步骤244，当所述第三电容充电电流降为零，控制所述第二可控开关单元关断，同时控制第二刀闸断开。

具体地，故障电流经过第三电容C3的钳位使故障电流逐渐减小直至为零，具体原理在前述实施例已经详细阐述，在此不再赘述，当故障电流减小为零时，控制第二可控开关单元关断，同时断开第二刀闸，系统完成故障电流清除，此时可安全断电以方便工作人员检修故障。

在本申请提供的一个实施例中，还提供了一种混合型模块化多电平换流器控制装置，用于控制清除所述模块化多电平换流器的故障电流，包括：故障电流信息获取模块及控制模块，其中，所述故障电流信息获取模块用于获取所述模块化多电平换流器的直流侧故障电流信息；所述控制模块用于根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，以控制所述模块化多电平换流器清除故障电流。

需要说明的是，在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种混合型模块化多电平换流器，其特征在于，包括：

半桥模组，包括三相并联的第一半桥，每相所述第一半桥均包括串联的偶数个半桥子模块和偶数个第一电抗，且每相所述第一半桥的上下桥臂均配置相同数量的所述半桥子模块和相同数量的所述第一电抗；

全桥模组，与所述半桥模组串联，所述全桥模组包括三相并联的第二半桥，每相所述第二半桥均包括串联的偶数个全桥子模块和偶数个第二电抗，且每相所述第二半桥的上下桥臂均配置相同数量的所述全桥子模块和相同数量的所述第二电抗；

三绕组变压器，被配置为：

第一绕组与交流电网连接；

第二绕组的三相分别与三相所述第一半桥的桥臂中点一一对应连接，所述第二绕组用于将所述交流电网提供的交流电转换为第一交流电，为所述半桥模组供电；

第三绕组的三相分别与三相所述第二半桥的桥臂中点一一对应连接，所述第三绕组用于将所述交流电网提供的交流电转换为第二交流电，为所述全桥模组供电；

开关电容模组，与所述半桥模组及所述全桥模组均连接，用于根据控制信号动作，以清除所述模块化多电平换流器的故障电流。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，任一所述半桥子模块均包括2个第一可控开关单元串联的半桥电路及与所述半桥电路并联的第一电容；

所述第一可控开关单元包括可控开关管及与所述可控开关管反向并联的二极管。

3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器，其特征在于，任一所述全桥子模块均包括2个并联连接的所述半桥电路及与所述半桥电路并联的第二电容。

4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述开关电容模组包括第一刀闸、第二刀闸及由第二可控开关单元及第三电容串联组成的隔离支路；

所述隔离支路通过所述第一刀闸与所述全桥模组并联连接，用于清除所述模块化多电平换流器的故障电流；

所述第二刀闸被配置为：第一端与所述第一刀闸及所述隔离支路均连接，第二端与直流电网连接；

所述开关电容模组被配置为：

若所述模块化多电平换流器稳态运行，控制所述第一刀闸及所述第二刀闸均闭合，并控制所述第二可控开关单元关断，使得所述模块化多电平换流器正常工作；

若所述模块化多电平换流器出现故障电流，控制各所述第一可控开关单元均闭锁，并控制所述第二可控开关单元闭合，同时控制所述第一刀闸断开，为所述第三电容充电；

若所述第三电容的充电电流小于或等于预设阈值，控制所述第二可控开关单元关断，并控制所述第二刀闸断开，从而清除故障电流。

5.根据权利要求4所述的模块化多电平换流器，其特征在于，每相所述第二半桥的上下桥臂均包括1个所述全桥子模块。

6.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器，其特征在于，每相所述第一半桥中所述半桥子模块的数量N根据以下公式计算：

其中，V_dc为所述直流电网额定电压，V_FB为所述全桥子模块的额定输出电压，V_HB为所述半桥子模块的额定输出电压。

7.根据权利要求4所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述第三电容容值C根据以下公式计算：

其中，t₁为闭锁所述模块化多电平换流器的时刻，t₂为断开断开所述第一刀闸的时刻，I_{dc_F}为所述时刻t₁到所述时刻t₂期间所述故障电流的平均值，U_{ac_FB}为所述全桥模组的交流侧电压。

8.一种混合型模块化多电平换流器控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-7任一项所述的混合型模块化多电平换流器，所述方法包括：

获取所述模块化多电平换流器的故障电流信息；

根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制第一可控开关单元及第二可控开关单元动作，以清除故障电流。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述故障电流信息生成开关动作信号，控制所述第一可控开关单元及所述第二可控开关单元动作，以清除故障电流的步骤，包括：

根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，断开同时控制第一刀闸断开，所述半桥模组开始为第三电容充电；

当所述第三电容充电电流降为零，控制所述第二可控开关单元关断，同时控制第二刀闸断开。

10.一种混合型模块化多电平换流器控制装置，其特征在于，用于控制清除所述模块化多电平换流器的故障电流，包括：

故障电流信息获取模块，用于获取所述模块化多电平换流器的直流侧故障电流信息；

控制模块，用于根据所述故障电流信息生成第一可控开关单元闭锁控制信号及第二可控开关单元导通触发控制信号，控制各个所述第一可控开关单元均闭锁和控制所述第二可控开关单元导通，以控制所述模块化多电平换流器清除故障电流。

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