CN115441751B - 一种混合型交交换流器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种混合型交交换流器，包括：整流侧交流母线、换流变压器、整流器、逆变器、逆变侧交流母线、交流滤波器和直流滤波器；整流器由高压阀组LCC和低压阀组HMMC组成，逆变器的高低压阀组均采用FHMMC；整流侧LCC采用基于HMMC直流电压的定电流控制，整流侧HMMC采用电压幅值‑频率控制，逆变侧FHMMC采用定直流电压控制和定无功功率控制。本发明能够实现纯新能源发电基地低频送出，并很好地适应新能源发电基地的功率波动，充分利用了LCC和MMC的技术成熟度，相比于常规基于背靠背MMC的交交换流器，能够降低工程造价和功率损耗，在实际工程中有巨大的应用价值。

Description

一种混合型交交换流器
技术领域
本申请涉及电力系统输配电技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器的自适应电路结构。
背景技术
低频交流输电技术能够实现纯新能源发电基地送出，其优势主要表现在两个方面：(1)相比于工频交流输电，降低输电频率可以扩大电能传输的距离；(2)相比于直流输电，交流输电不存在缺乏断路器的问题，新能源发电基地之间可以方便地组成交流电网。因此，对于纯新能源发电基地送出，采用低频交流输电技术是一种有竞争力的方案。
低频交流输电技术的核心装置是交交换流器。已有文献多采用基于晶闸管的相控式交交换流器，该装置结构简单，控制方便，但是在正常运行过程中需要消耗大量无功功率，并会产生数值可观的低次谐波和间谐波，引发一系列电能质量问题。采用全控型器件替代晶闸管可以改善装置的谐波特性，但是效果并不显著。近年来有研究提出采用矩阵换流器作为交交换流器的改进拓扑结构，但是其在高压大容量输电领域的可行性还有待验证。另一条技术路线是采用基于背靠背电压源换流器(VSC)的交交换流器，VSC技术成熟度高，控制方式灵活，谐波特性良好，但是存在装置造价高，功率损耗较大的缺陷。
此外，为了实现大规模纯新能源送出，必须解决送端交流系统电压支撑问题。常规做法是将新能源与水电、火电等打捆送出，且新能源占比存在一定限制，大规模建设配套火电与发展新能源的初衷相背离。理论上新能源基地可以运行在构网型控制模式，但目前相关工程经验较少。因此，现有和未来短期内我国新能源基地仍主要采用跟网型控制模式，送端交流系统的电压支撑必须由交交换流器提供。
到目前为止，很少有文献针对适用于纯新能源发电基地低频送出的交交换流器进行研究，为了进一步提高交交换流器的经济性和可靠性，很有必要对适用于纯新能源发电基地低频送出的交交换流器的拓扑和控制策略进行研究。
发明内容
本申请提供了一种混合型交交换流器，用于解决现有换流器无法很好适应新能源发电基地的功率波动、工程造价高和功率损耗大的技术问题。
有鉴于此，本申请提供了一种混合型交交换流器，包括：由正极整流器和负极整流器构成的整流器模块，以及由正极逆变器和负极逆变器构成的逆变器模块；
其中，所述正极整流器的高压端与所述正极逆变器的高压端相连，所述负极整流器的高压端与所述负极逆变器的高压端相连，所述正极整流器的低压端和所述负极整流器的低压端相连并作为所述整流器模块的直流侧中性点，所述正极逆变器的低压端和所述负极逆变器的低压端相连并作为所述逆变器模块的直流侧中性点，所述整流器模块和所述逆变器模块的直流侧中性点均连接到接地极，从而构成真双极结构；
所述整流器模块的交流侧通过换流变压器与整流侧交流母线的一侧相连，所述整流器模块的直流侧与所述逆变器模块的直流侧相连，所述逆变器模块的交流侧通过换流变压器与逆变侧交流母线的一侧相连，交流滤波器并联于整流侧交流母线上，所述正极整流器和所述负极逆变器的高压端上并联有直流滤波器，整流侧交流母线的另一侧连接于纯新能源发电基地，逆变侧交流母线的另一侧连接于受端电网。
可选地，所述正极整流器和所述负极整流器均由：第一高压阀组和第一低压阀组构成，所述第一高压阀组和所述第一低压阀组在直流侧串联、在交流侧并联；
其中，所述第一高压阀组为电网换相换流器LCC，所述第一低压阀组为半桥子模块的模块化多电平换流器HMMC。
可选地，所述LCC包括：两个三相六脉动整流桥，两个所述三相六脉动整流桥分别与采用Y0/Y和Y0/△接线方式的换流变压器连接，且两个换流变压器的阀侧相位差30°；
所述HMMC为三相六桥臂结构，每一桥臂由N+M个半桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成，所述HMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器相连。
可选地，所述正极逆变器和负极逆变器均由：第二高压阀组和第二低压阀组构成，所述第二高压阀组和所述第二低压阀组在直流侧串联、在交流侧并联；
其中，所述第二高压阀组和所述第二低压阀组均为：基于半桥子模块和全桥子模块的混合型模块化多电平换流器FHMMC。
可选地，所述FHMMC为三相六桥臂结构，每一桥臂由N个半桥子模块和M个全桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成；所述FHMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器相连。
可选地，所述LCC采用基于HMMC直流电压的定电流控制；
HMMC直流电压的实际值UMMCrec经过一阶惯性环节之后与HMMC直流电压的指令值UMMCrecref相减，再经过PI控制输出直流电流指令值Idcref；定电流控制器的输入为Idcref和直流电流实际值Idc，Idcref与经过一阶惯性环节的Idc相减之后经过PI控制输出触发越前角β，π弧度与β相减得到触发滞后角α，令最小触发滞后角αmin＝5°，取α和αmin中最大值为触发滞后角αR，作为所述LCC中各个开关器件的触发信号。
可选地，所述HMMC采用电压幅值-频率控制，控制系统包括d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
令HMMC交流出口的相电压幅值Um为d轴电压指令值udref，令q轴电压指令值uqref＝0，外环控制器的输入为HMMC交流出口电压d轴分量ud和q轴分量uq以及udref和uqref，udref和uqref分别与ud和uq相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref1和q轴电流参考值iqref1；内环控制器的输入为HMMC交流出口电流d轴分量id1和q轴分量iq1以及idref1和iqref1，idref1和iqref1分别与id1和iq1相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref1和q轴电压调制波uvqref1；触发环节的输入为uvdref1和uvqref1且经过dq/abc变换和NLC调制，输出HMMC中各个开关器件的触发信号。
可选地，所述FHMMC采用定直流电压控制和定无功功率控制，控制系统包括：直流侧控制回路，以及包含d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
外环控制器d轴指令值UdcIMref由直流侧控制回路产生，令外环控制器q轴指令值Qsref＝0，外环控制器的输入为：FHMMC直流电压的实际值UdcIM和FHMMC交流出口无功功率Qs以及UdcIMref和Qsref，UdcIMref和Qs分别与UdcIM和Qsref相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref2和q轴电流参考值iqref2；内环控制器的输入为FHMMC交流出口电流d轴分量id2和q轴分量iq2以及idref2和iqref2，idref2和iqref2分别与id2和iq2相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref2和q轴电压调制波uvqref2；触发环节的输入为uvdref2和uvqref2且经过dq/abc变换和NLC调制，输出FHMMC中各个开关器件的触发信号。
可选地，所述直流侧控制回路采用后备定电流控制；
后备定电流控制的输入为直流电流实际值Idc，直流电流指令值Idcref和电流裕度ΔIdc＝0.1，
Idc与Idcref相减再与ΔIdc相加之后经过PI控制输出直流电压指令值Udciref；取Udciref，给定指令值Udcuref和逆变侧交流母线电压实际值UI中的最小值，作为外环控制器d轴指令值UdcIMref；
当系统正常运行时，UdcIMref由Udcuref决定；当发电基地发生故障后，Udciref下降至小于Udcuref和UI，UdcIMref由Udciref决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止发电基地故障下直流电流断流；当受端电网发生故障后，UI下降至小于Udcuref和Udciref，UdcIMref由UI决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止受端电网故障下逆变器过电压。
可选地，所述直流侧控制回路的直流线路故障控制策略包括：
S1、当检测到直流电流达到第一预设阈值时，判定直流线路故障发生；
S2、连接在整流侧交流母线的耗能电阻投入，正极HMMC闭锁，正极LCC强制移相，强制移相步骤为先将αR设为115°，待直流电流降低到第二预设阈值以下后再将αR设为140°，正极FHMCC的直流侧控制回路中(Idcref-ΔIdc)设为0；
S3、当直流故障清除后，保持步骤S2控制0.2s，以完成故障点去游离；
S4、重新启动系统，正极HMMC解锁，正极LCC触发角αR通过0.2s从45°线性减小至15°，正极FHMCC恢复正常运行下的控制策略，在HMMC解锁后0.1s切除耗能电阻。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
1、本发明提出了LCC-HMMC和FHMMC混合型交交换流器这一新拓扑，相比于常规基于背靠背VSC的交交换流器，能够大大降低工程造价和功率损耗，在实际工程中有巨大的应用价值。
2、本发明提出了LCC-HMMC和FHMMC混合型交交换流器的控制策略，能够实现100％纯新能源发电基地的送出，并很好地适应新能源发电基地的功率波动，充分利用了LCC和MMC的技术成熟度，对未来工程设计起到一定的指导作用。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的拓扑结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的LCC中三相六脉动整流桥的拓扑结构示意图；
图3为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的HMMC的拓扑结构示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的FHMMC的拓扑结构示意图；
图5为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的LCC的控制结构示意图；
图6为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的HMMC的控制结构示意图；
图7为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的FHMMC的控制结构示意图；
图8a为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的整流侧交流母线的交流电压仿真波形示意图；
图8b为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的整流侧交流母线的交流电流仿真波形示意图；
图8c为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的整流侧交流母线的有功功率仿真波形示意图；
图9a为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的正极整流侧LCC和正极整流侧MMC直流电压的仿真波形示意图；
图9b为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的正极直流电流的仿真波形示意图；
图10a为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的逆变侧交流母线的交流电压仿真波形示意图；
图10b为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的逆变侧交流母线的交流电流仿真波形示意图；
图10c为本申请实施例中提供的一种混合型交交换流器的逆变侧交流母线的有功功率仿真波形示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例提供的一种混合型交交换流器，包括：由正极整流器和负极整流器构成的整流器模块，以及由正极逆变器和负极逆变器构成的逆变器模块；
其中，正极整流器的高压端与正极逆变器的高压端相连，负极整流器的高压端与负极逆变器的高压端相连，正极整流器的低压端和负极整流器的低压端相连并作为整流器模块的直流侧中性点，正极逆变器的低压端和负极逆变器的低压端相连并作为逆变器模块的直流侧中性点，整流器模块和逆变器模块的直流侧中性点均连接到接地极，从而构成真双极结构，如图1所示；
整流器模块的交流侧通过换流变压器与整流侧交流母线的一侧相连，整流器模块的直流侧与逆变器模块的直流侧相连，逆变器模块的交流侧通过换流变压器与逆变侧交流母线的一侧相连，交流滤波器并联于整流侧交流母线上，正极整流器和负极逆变器的高压端上并联有直流滤波器，整流侧交流母线的另一侧连接于纯新能源发电基地，逆变侧交流母线的另一侧连接于受端电网。
进一步地，本实施例的纯新能源发电基地包括：采用跟网型控制的风力发电基地和光伏发电基地，由低频交流输电线路连接到LCC-HMMC和FHMMC混合型交交换流器的整流侧交流母线；纯新能源发电基地、整流侧换流变压器和整流器的额定频率选为8～20Hz。
进一步地，本实施例的整流器由高压阀组LCC和低压阀组HMMC组成，两者在直流侧串联、在交流侧并联；LCC包含两个三相六脉动整流桥，两个整流桥分别与采用Y0/Y和Y0/△接线方式的换流变压器连接，两个换流变压器阀侧相位差30°；HMMC采用三相六桥臂结构，每一桥臂由N+M个半桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成，HMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器连接。
逆变器的高低压阀组均采用FHMMC，FHMMC采用三相六桥臂结构，每一桥臂由N个半桥子模块和M个全桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成，FHMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器连接。
LCC中三相六脉动整流桥的拓扑结构如图2所示，HMMC的拓扑结构如图3所示，FHMMC的拓扑结构如图4所示。
在一个实施中，LCC采用基于HMMC直流电压的定电流控制如图5所示，具体的：
HMMC直流电压的实际值UMMCrec经过一阶惯性环节之后与HMMC直流电压的指令值UMMCrecref相减，再经过PI控制输出直流电流指令值Idcref；定电流控制器的输入为Idcref和直流电流实际值Idc，Idcref与经过一阶惯性环节的Idc相减之后经过PI控制输出触发越前角β，π弧度与β相减得到触发滞后角α，令最小触发滞后角αmin＝5°，取α和αmin中最大值为触发滞后角αR，作为LCC中各个开关器件的触发信号。
HMMC采用电压幅值-频率控制如图6所示，具体的：控制系统包括d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
令HMMC交流出口的相电压幅值Um为d轴电压指令值udref，令q轴电压指令值uqref＝0，外环控制器的输入为HMMC交流出口电压d轴分量ud和q轴分量uq以及udref和uqref，udref和uqref分别与ud和uq相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref1和q轴电流参考值iqref1；内环控制器的输入为HMMC交流出口电流d轴分量id1和q轴分量iq1以及idref1和iqref1，idref1和iqref1分别与id1和iq1相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref1和q轴电压调制波uvqref1；触发环节的输入为uvdref1和uvqref1且经过dq/abc变换和NLC调制，输出HMMC中各个开关器件的触发信号。
FHMMC采用定直流电压控制和定无功功率控制如图7所示，具体的：控制系统包括：直流侧控制回路，以及包含d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
外环控制器d轴指令值UdcIMref由直流侧控制回路产生，令外环控制器q轴指令值Qsref＝0，外环控制器的输入为：FHMMC直流电压的实际值UdcIM和FHMMC交流出口无功功率Qs以及UdcIMref和Qsref，UdcIMref和Qs分别与UdcIM和Qsref相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref2和q轴电流参考值iqref2；内环控制器的输入为FHMMC交流出口电流d轴分量id2和q轴分量iq2以及idref2和iqref2，idref2和iqref2分别与id2和iq2相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref2和q轴电压调制波uvqref2；触发环节的输入为uvdref2和uvqref2且经过dq/abc变换和NLC调制，输出FHMMC中各个开关器件的触发信号。
直流侧控制回路采用后备定电流控制；
后备定电流控制的输入为直流电流实际值Idc，直流电流指令值Idcref和电流裕度ΔIdc＝0.1，
Idc与Idcref相减再与ΔIdc相加之后经过PI控制输出直流电压指令值Udciref；取Udciref，给定指令值Udcuref和逆变侧交流母线电压实际值UI中的最小值，作为外环控制器d轴指令值UdcIMref；
当系统正常运行时，UdcIMref由Udcuref决定；当发电基地发生故障后，Udciref下降至小于Udcuref和UI，UdcIMref由Udciref决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止发电基地故障下直流电流断流；当受端电网发生故障后，UI下降至小于Udcuref和Udciref，UdcIMref由UI决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止受端电网故障下逆变器过电压。
直流侧控制回路的直流线路故障控制策略包括：
S1、当检测到直流电流达到1.5p.u.时，判定直流线路故障发生；
S2、连接在整流侧交流母线的耗能电阻投入，正极HMMC闭锁，正极LCC强制移相，强制移相步骤为先将αR设为115°，待直流电流降低到1.0p.u.以下后再将αR设为140°，正极FHMCC的直流侧控制回路中(Idcref-ΔIdc)设为0；
S3、当直流故障清除后，保持步骤S2控制0.2s，以完成故障点去游离；
S4、重新启动系统，正极HMMC解锁，正极LCC触发角αR通过0.2s从45°线性减小至15°，正极FHMCC恢复正常运行下的控制策略，在HMMC解锁后0.1s切除耗能电阻。
本实施方式中系统参数如表1所示：
表1
在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建相应的仿真平台，对新能源发电基地功率波动进行仿真。仿真中假设2s新能源发电基地输出有功功率从5000MW阶跃降低为3000MW，图8a～图8c给出了整流侧交流母线关键电气量的仿真结果，图9a～图9b给出了直流电压和直流电流的仿真结果，图10a～图10c给出了逆变侧交流母线关键电气量的仿真结果，仿真结果证明了本发明的有效性。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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网络单元上。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，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种混合型交交换流器，其特征在于，包括：由正极整流器和负极整流器构成的整流器模块，以及由正极逆变器和负极逆变器构成的逆变器模块；
其中，所述正极整流器的高压端与所述正极逆变器的高压端相连，所述负极整流器的高压端与所述负极逆变器的高压端相连，所述正极整流器的低压端和所述负极整流器的低压端相连并作为所述整流器模块的直流侧中性点，所述正极逆变器的低压端和所述负极逆变器的低压端相连并作为所述逆变器模块的直流侧中性点，所述整流器模块和所述逆变器模块的直流侧中性点均连接到接地极，从而构成真双极结构；
所述整流器模块的交流侧通过换流变压器与整流侧交流母线的一侧相连，所述整流器模块的直流侧与所述逆变器模块的直流侧相连，所述逆变器模块的交流侧通过换流变压器与逆变侧交流母线的一侧相连，交流滤波器并联于整流侧交流母线上，所述正极整流器和所述负极逆变器的高压端上并联有直流滤波器，整流侧交流母线的另一侧连接于纯新能源发电基地，逆变侧交流母线的另一侧连接于受端电网；
其中，所述正极整流器和所述负极整流器均由：第一高压阀组和第一低压阀组构成，所述第一高压阀组和所述第一低压阀组在直流侧串联、在交流侧并联；
其中，所述第一高压阀组为电网换相换流器LCC，所述第一低压阀组为半桥子模块的模块化多电平换流器HMMC；
所述正极逆变器和负极逆变器均由：第二高压阀组和第二低压阀组构成，所述第二高压阀组和所述第二低压阀组在直流侧串联、在交流侧并联；
其中，所述第二高压阀组和所述第二低压阀组均为：基于半桥子模块和全桥子模块的混合型模块化多电平换流器FHMMC。
2.根据权利要求1所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述LCC包括：两个三相六脉动整流桥，两个所述三相六脉动整流桥分别与采用Y0/Y和Y0/△接线方式的换流变压器连接，且两个换流变压器的阀侧相位差30°；
所述HMMC为三相六桥臂结构，每一桥臂由N+M个半桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成，所述HMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器相连。
3.根据权利要求1所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述FHMMC为三相六桥臂结构，每一桥臂由N个半桥子模块和M个全桥子模块级联再与桥臂电抗串联而成；所述FHMMC与采用Y0/△接线方式的换流变压器相连。
4.根据权利要求2所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述LCC采用基于HMMC直流电压的定电流控制；
HMMC直流电压的实际值UMMCrec经过一阶惯性环节之后与HMMC直流电压的指令值UMMCrecref相减，再经过PI控制输出直流电流指令值Idcref；定电流控制器的输入为Idcref和直流电流实际值Idc，Idcref与经过一阶惯性环节的Idc相减之后经过PI控制输出触发越前角β，π弧度与β相减得到触发滞后角α，令最小触发滞后角αmin=5°，取α和αmin中最大值为触发滞后角αR，作为所述LCC中各个开关器件的触发信号。
5.根据权利要求2所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述HMMC采用电压幅值-频率控制，控制系统包括d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
令HMMC交流出口的相电压幅值Um为d轴电压指令值udref，令q轴电压指令值uqref=0，外环控制器的输入为HMMC交流出口电压d轴分量ud和q轴分量uq以及udref和uqref，udref和uqref分别与ud和uq相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref1和q轴电流参考值iqref1；内环控制器的输入为HMMC交流出口电流d轴分量id1和q轴分量iq1以及idref1和iqref1，idref1和iqref1分别与id1和iq1相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref1和q轴电压调制波uvqref1；触发环节的输入为uvdref1和uvqref1且经过dq/abc变换和NLC调制，输出HMMC中各个开关器件的触发信号。
6.根据权利要求3所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述FHMMC采用定直流电压控制和定无功功率控制，控制系统包括：直流侧控制回路，以及包含d轴和q轴两个控制维度的：外环控制器、内环控制器和触发环节；
外环控制器d轴指令值UdcIMref由直流侧控制回路产生，令外环控制器q轴指令值Qsref=0，外环控制器的输入为：FHMMC直流电压的实际值UdcIM和FHMMC交流出口无功功率Qs以及UdcIMref和Qsref，UdcIMref和Qs分别与UdcIM和Qsref相减之后经过PI控制输出d轴电流参考值idref2和q轴电流参考值iqref2；内环控制器的输入为FHMMC交流出口电流d轴分量id2和q轴分量iq2以及idref2和iqref2，idref2和iqref2分别与id2和iq2相减之后经过PI控制输出d轴电压调制波uvdref2和q轴电压调制波uvqref2；触发环节的输入为uvdref2和uvqref2且经过dq/abc变换和NLC调制，输出FHMMC中各个开关器件的触发信号。
7.根据权利要求6所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述直流侧控制回路采用后备定电流控制；
后备定电流控制的输入为直流电流实际值Idc，直流电流指令值Idcref和电流裕度ΔIdc=0.1，
Idc与Idcref相减再与ΔIdc相加之后经过PI控制输出直流电压指令值Udciref；取Udciref，给定指令值Udcuref和逆变侧交流母线电压实际值UI中的最小值，作为外环控制器d轴指令值UdcIMref；
当系统正常运行时，UdcIMref由Udcuref决定；当发电基地发生故障后，Udciref下降至小于Udcuref和UI，UdcIMref由Udciref决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止发电基地故障下直流电流断流；当受端电网发生故障后，UI下降至小于Udcuref和Udciref，UdcIMref由UI决定，实现FHMMC主动降低直流电压以防止受端电网故障下逆变器过电压。
8.根据权利要求7所述的混合型交交换流器，其特征在于，所述直流侧控制回路的直流线路故障控制策略包括：
S1、当检测到直流电流达到第一预设阈值时，判定直流线路故障发生；
S2、连接在整流侧交流母线的耗能电阻投入，正极HMMC闭锁，正极LCC强制移相，强制移相步骤为先将αR设为115°，待直流电流降低到第二预设阈值以下后再将αR设为140°，正极FHMCC的直流侧控制回路中（Idcref-ΔIdc）设为0；
S3、当直流故障清除后，保持步骤S2控制0.2 s，以完成故障点去游离；
S4、重新启动系统，正极HMMC解锁，正极LCC触发角αR通过0.2 s从45°线性减小至15°，正极FHMCC恢复正常运行下的控制策略，在HMMC解锁后0.1 s切除耗能电阻。
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