CN203859526U - 一种具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器。包括有六只换流桥臂，其中以两只桥臂为一组进行串联，两支桥臂的串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，所述换流桥臂由若干个功率模块、电抗器以及开关电路串联而成。当模块化多电平换流器处于静止无功补偿器状态正常运行情况下，各开关电路保持电流通路的闭合状态，当模块化多电平换流器中某只桥臂因故障而无法继续工作时，则该只桥臂及其星形接于同一点的两只桥臂中的所述开关电路断开。本实用新型利用开关电路的隔离作用，使得处于静止无功补偿器状态的模块化多电平换流器在某只桥臂无法运行的情况下继续工作，提高了模块化多电平换流器的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模块化多电平换流器，尤其是在桥臂中包括开关电路、具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，属于输电技术领域。
背景技术
电网的安全、经济运行在很大程度上取决于其“可控度”，尤其是电网电压稳定性主要取决于无功功率的平衡性，也就是对于无功功率的“可控度”。模块化多电平换流器是一种采用大功率电力电子器件和模块化拓扑结构设计的换流器，既可以作为柔性直流输电系统的换流器，也可以作为独立的无功发生装置，其具有输出谐波特性好、响应速度快、易于安装和制造等特点，可以为电网提供快速动态无功支撑，提高电网电压稳定性。
通常来说，模块化多电平换流器具有功率模块故障的冗余功能：当一个或多个功率模块发生故障时可以通过旁路开关将故障功率模块旁路，剩下的健全部分可以继续正常运行。目前已有几项公开专利设计到了这种关于功率模块的冗余配置及其控制方法（公开号CN103187724A、CN103227464A）。但是，当故障的功率模块数过多、桥臂需要停运检修或者桥臂中电抗器故障等桥臂无法继续正常工作的情况发生时，单靠功率模块的冗余机制无法保证模块化多电平换流器的继续运行。
发明内容
本实用新型的目的在于解决上述问题提供一种具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器。本实用新型使得模块化多电平换流器在故障的功率模块数过多、桥臂需要停运检修或者桥臂中电抗器故障等桥臂无法继续正常工作的情况下可以继续工作，为电网提供动态无功功率支撑。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：本实用新型的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，包括有六只换流桥臂，其中以两只桥臂为一组进行串联，两支桥臂的串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，所述换流桥臂由若干个功率模块、电抗器以及开关电路串联而成。
当模块化多电平换流器处于静止无功补偿器状态正常运行情况下，各开关电路保持电流通路的闭合状态，当模块化多电平换流器中某只桥臂因故障而无法继续工作时，则该只桥臂及其星形接于同一点的两只桥臂中的所述开关电路断开。
所述换流桥臂中的功率模块是全桥或半桥型式的功率模块。
本实用新型由于采用包括有六只换流桥臂，其中以两只桥臂为一组进行串联，两支桥臂的串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，所述换流桥臂由若干个功率模块、电抗器以及开关电路串联而成的结构，可以利用开关电路的隔离作用，在某只桥臂无法运行的情况下，通过断开该桥臂及其星形接于同一点的两只桥臂的开关电路并改变模块化多电平换流器的控制方式，使得模块化多电平换流器继续工作，因而具有桥臂冗余功能，提高了模块化多电平换流器的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型专利进一步详细说明。
图1是本实用新型专利模块化多电平换流器的结构图。
图2是本实用新型实现桥臂冗余功能的一个实施例。
具体实施方式
本实用新型的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，包括有六只换流桥臂A1～A6，其中以两只桥臂为一组进行串联，两支桥臂的串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，所述换流桥臂由若干个功率模块M1～Mn、电抗器L以及开关电路S串联而成。所述换流桥臂中的功率模块是全桥或半桥型式的功率模块。
本实施例中，所述开关电路S为隔离刀闸。 所述开关电路S为断路器。所述开关电路S为由隔离刀闸和断路器组合而成的组合开关电路。所述换流桥臂中的功率模块是全桥或半桥型式的功率模块。
上述具有桥臂冗余功能的模块化多电平换流器的控制方法，当模块化多电平换流器处于静止无功补偿器状态正常运行情况下，各开关电路S保持电流通路的闭合状态，当模块化多电平换流器中某只桥臂因故障而无法继续工作时，则该只桥臂及其星形接于同一点的两只桥臂中的所述开关电路S断开。
图2是本实用新型的一个具体实施例，图中的模块化多电平换流器由六只换流桥臂A1～A6组成，六只桥臂以两支为一组,如A1与A4，A2与A5，A3与A6进行串联，串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，连接点为图中CP和CN，所述换流桥臂由半桥型式的功率模块M1～Mn、电抗器L以及隔离刀闸S串联而成。模块化多电平换流器的交流端通过一台接线方式为Dyn的换流变压器与外界交流系统相连。
在模块化多电平换流器正常运行时，换流器的控制方式与一般的电压源型换流器相同，主要控制环节为：外环采用控制目标为CP与CN电势差Edc的有功功率控制环以及控制目标为输出无功功率或者交流电网电压的无功功率控制环，内环采用间接电流控制法或者pq解耦的直接电流控制法，桥臂功率模块电容电压平衡控制采用排序法。
以下以桥臂A4～A6发生故障时的操作方法为例描述本实用新型的模块化多电平换流器如何实现桥臂冗余功能，桥臂A1～A3故障时的操作方法与之类似：当A4～A6中任意一个桥臂因故障或需要检修无法继续运行时，将桥臂A4～A6中的隔离刀闸S调为隔离状态，保持桥臂A1～A3中的隔离刀闸S的通路状态不变。由于改变电路结构后换流器的桥臂连接点CN电势悬空，此时换流器控制环节需要做出一项更改，及有功功率控制环的控制目标由控Edc变为控CP的对地电压或者桥臂功率模块电容电压之和。无功功率控制环的控制目标仍然是无功功率参考值或者交流系统电压，其他控制环节保持不变，则改变电流结构之后的换流器可以继续作为无功功率补偿装置运行。
在以上实施例中，开关电路S若为断路器或者由隔离刀闸和断路器组合成的组合开关电路，其开关状态的调整方式不变。
Claims (5)
1.一种具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，其特征在于：包括有六只换流桥臂（A1～A6），其中以两只桥臂为一组进行串联，两支桥臂的串联连接点接入交流系统，三组桥臂在两端以星形方式相连，所述换流桥臂由若干个功率模块（M1～Mn）、电抗器（L）以及开关电路（S）串联而成。
2.如权利要求1所述的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，其特征在于：所述开关电路（S）为隔离刀闸。
3.如权利要求1所述的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，其特征在于：所述开关电路（S）为断路器。
4.如权利要求1所述的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，其特征在于：所述开关电路（S）为由隔离刀闸和断路器组合而成的组合开关电路。
5.如权利要求1至4任一项所述的具有双静止无功补偿器的模块化多电平换流器，其特征在于：所述换流桥臂中的功率模块是全桥或半桥型式的功率模块。
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| CN103904658A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-07-02 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 具有桥臂冗余功能的模块化多电平换流器及其控制方法 |
| CN106685197A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-05-17 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 用于模块化多电平换流桥臂功率模块的光纤通信接口电路 |
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