用于模塊化多電平換流器的子模塊拓?fù)浼捌鋺?yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括：相互串聯(lián)的第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊，其中第一開關(guān)模塊的負(fù)端與第二開關(guān)模塊的正端相連接，開關(guān)模塊由一個(gè)全控型器件和一個(gè)二極管反并聯(lián)而成；直流電容，其正極和負(fù)極分別與第一開關(guān)模塊的正端和第二開關(guān)模塊的負(fù)端相連接；還包括第三開關(guān)模塊，其與第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊電氣連接，使得正常工作時(shí)該第三開關(guān)模塊的全控型器件一直施加觸發(fā)脈沖從而一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，而發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖該第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)阻斷直流故障電流。本發(fā)明還公開了包括該子模塊的換流器及其應(yīng)用。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)隔離直流故障功能，同時(shí)減少了子模塊中開關(guān)器件的數(shù)量與開關(guān)損耗，降低了觸發(fā)同時(shí)性的要求。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸配電【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種模塊化多電平換流器 新型子模塊拓?fù)湟约坝尚滦妥幽K拓?fù)渑c半橋型子模塊拓?fù)錁?gòu)成的混合型換流器拓?fù)洹?用于模塊化多電平換流器的子模塊拓?fù)浼捌鋺?yīng)用

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，高壓直流輸電（HVDC)技術(shù)在可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨 著高壓直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電、多落點(diǎn)受電的多端直流輸電 (MTDC)技術(shù)與直流電網(wǎng)技術(shù)得到了強(qiáng)烈的關(guān)注。
[0003] 無論是兩端高壓直流輸電技術(shù)，還是多端高壓直流輸電技術(shù)以及直流電網(wǎng)技術(shù)， 換流器技術(shù)都是其關(guān)鍵技術(shù)之一。換流器將交流電變換成直流電或者將直流電變換成交流 電，來實(shí)現(xiàn)交流-直流/直流-交流的能量傳輸?？捎糜诮涣?直流/直流-交流變換的 技術(shù)主要有基于晶閘管的相控?fù)Q流器和基于全控型電力電子器件的電壓源型換流器兩種。 然而相控?fù)Q流器在工作時(shí)需要外在交流電壓源為其提供換相電壓，而且在基于相控?fù)Q流器 的多端直流輸電系統(tǒng)中容易發(fā)生連鎖換相失敗導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。基于全控型電力電子器件 的電壓源型換流器能夠?qū)崿F(xiàn)有功和無功的獨(dú)立解耦控制、能向弱電網(wǎng)或者孤島供電、且易 于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)，在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電能力等方面具有很大優(yōu)勢。近年來，電壓 源型高壓直流輸電在可再生能源接入領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，取得了巨大的發(fā)展。
[0004] 然而隨著新型可再生能源容量的不斷增大，高壓直流輸電系統(tǒng)需要傳輸?shù)碾娔茉?來越大，預(yù)期到2015年，電壓源型換流器的典型電壓和功率為±320kV，1000MW。這對電壓 源型換流器提出了很高的要求。傳統(tǒng)的兩電平電壓源型換流器由于受限于全控型器件的功 率等級，不易實(shí)現(xiàn)高壓大功率的電能傳輸。
[0005] 隨著電壓源型換流器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了一種模塊化多電平換 流器技術(shù)（MMC)，其具有交流輸出電壓諧波畸變率很小，模塊化結(jié)構(gòu)易于封裝，開關(guān)器件承 受更小的電氣應(yīng)力，開關(guān)損耗低等優(yōu)點(diǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)高壓大功率等級的電能傳輸。模塊化多 電平換流器按照子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，一般分為半橋型、全橋型與箝位雙型三種類型。
[0006] 基于半橋型子模塊的模塊化多電平換流器是三種類型中最常用的變流器技術(shù)，得 到了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界深入的研究與廣泛的應(yīng)用。2010年，世界首條商業(yè)運(yùn)行的MMC-HVDC系 統(tǒng)，即美國Trans Bay Cable工程采用的就是半橋型MMC技術(shù)。上海南匯示范工程以及廣東 南澳3端柔性直流輸電工程是國內(nèi)已經(jīng)投入運(yùn)行的MMC工程；浙江舟山的5端柔性直流輸 電工程正在建設(shè)中，廈門2端柔性直流輸電工程也處于規(guī)劃中。這些工程均采用的是基于 半橋型子模塊的MMC技術(shù)。
[0007] 這些MMC-HVDC工程大多采用低故障率的直流電纜線路，以減少直流故障發(fā)生概 率，但造價(jià)昂貴、經(jīng)濟(jì)效益差。在多端直流輸電系統(tǒng)以及直流電網(wǎng)中，直流側(cè)故障是工程設(shè) 計(jì)運(yùn)行必須考慮的一種嚴(yán)重故障類型，其對設(shè)備參數(shù)、控制策略和保護(hù)配置具有重要影響， 然而由于沒有成熟的直流斷路器設(shè)備，只能通過利用交流側(cè)設(shè)備如交流斷路器、交流熔斷 器等切斷與交流系統(tǒng)的連接，但該方法響應(yīng)速度較慢、重啟動配合動作時(shí)序復(fù)雜、系統(tǒng)恢復(fù) 時(shí)間較長。有效的解決方案是利用換流器自身控制實(shí)現(xiàn)直流側(cè)故障的自清除，無需機(jī)械設(shè) 備動作，系統(tǒng)恢復(fù)速度快。隨著架空線傳輸直流電、三極直流輸電技術(shù)等的提出，具有阻斷 直流故障電流功能的模塊化多電平換流器技術(shù)越來越受到重視。
[0008] 全橋型與箝位雙型MMC由于它們所采用的子模塊結(jié)構(gòu)特殊，具有隔離直流故障的 能力。但是全橋型與箝位雙型MMC為了實(shí)現(xiàn)隔離直流故障的功能，采用了更多的全控型電 力電子器件。在相同電壓、功率等級輸出條件下，全橋MMC比半橋型MMC增加了一倍的全控 型電力電子器件的數(shù)量，這很大地增加了 MMC的成本；箝位雙型MMC的一個(gè)子模塊中包含兩 個(gè)電容，比半橋型MMC增加了 25 %的全控型電力電子器件數(shù)量，但增加了系統(tǒng)的控制復(fù)雜 度與子模塊封裝、工業(yè)設(shè)計(jì)難度，降低了系統(tǒng)的可靠性。
[0009] 針對具有直流故障隔離功能的換流器中全控型電力電子器件數(shù)量過多的問題，目 前存在一種方式是將箝位雙子模塊型與半橋型子模塊進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)成混合型模塊化多電平 換流器。這種混合型換流器在發(fā)生直流側(cè)故障后能有效隔離直流故障，同時(shí)全控型電力電 子器件的數(shù)量只比半橋型MMC增加了 17.5%。但是這種混合型換流器在發(fā)生直流側(cè)故障 后，箝位雙子模塊型電容會一直處于充電狀態(tài)，造成電容電壓過大，必須在箝位雙子模塊型 中加入阻尼電阻來耗散掉多余的能量，額外的阻尼電阻會加大子模塊的體積，散熱器，重量 等，從而加大子模塊的制造成本與工藝設(shè)計(jì)難度，提高子模塊成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種用于模塊化多電平換流器 的具有阻斷直流故障電流功能的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于現(xiàn)有的具備阻斷直流故障電流的 子模塊，其具有減少子模塊中全控型電力電子器件的數(shù)量，降低子模塊的工藝實(shí)現(xiàn)難度的 優(yōu)點(diǎn)，使用這些子模塊可以構(gòu)成具備隔離直流故障功能的模塊化多電平換流器。
[0011] 按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，其中，該子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：
[0012] 相互串聯(lián)的第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊，其中第一開關(guān)模塊的負(fù)端與第二開關(guān) 模塊的正端相連接，其中所述開關(guān)模塊由一個(gè)全控型器件和一個(gè)二極管反并聯(lián)而成；以及
[0013] 直流電容，其正極和負(fù)極分別與第一開關(guān)模塊的正端和第二開關(guān)模塊的負(fù)端相連 接；
[0014] 其特征在于，還包括第三開關(guān)模塊，其與上述第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊電氣 連接，使得正常工作時(shí)該第三開關(guān)模塊的全控型器件一直施加觸發(fā)脈沖從而一直處于導(dǎo)通 狀態(tài)，而發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖該第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)阻斷直流故障電流。
[0015] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第三開關(guān)模塊負(fù)端與第二開關(guān)模塊的負(fù)端相連接，第三 開關(guān)模塊正端作為所述子模塊的輸出負(fù)端，第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)作為子 模塊的輸出正端。
[0016] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，還包括一個(gè)第四二極管，其陽極與第三開關(guān)模塊的正端相連， 陰極與直流電容的正極相連。
[0017] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第三開關(guān)模塊正端與第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連 接點(diǎn)連接，第三開關(guān)模塊負(fù)端作為所述子模塊的輸出正端，第二開關(guān)模塊負(fù)端作為所述子 模塊的輸出負(fù)端。
[0018] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第三開關(guān)模塊負(fù)端與第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連 接點(diǎn)連接，第三開關(guān)模塊正端作為所述子模塊的輸出負(fù)端，第一開關(guān)模塊正端作為所述子 模塊的輸出正端。
[0019] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第三開關(guān)模塊正端與第一開關(guān)模塊正端連接，第三開關(guān) 模塊負(fù)端作為所述子模塊的輸出正端，第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)作為所述子 模塊的輸出負(fù)端。
[0020] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，還包括一個(gè)第四二極管，其陽極與直流電容的負(fù)端相連，陰極 與第三開關(guān)模塊的負(fù)端相連。
[0021] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述全控型器件可以是絕緣門極雙極型晶體管（IGBT)、集成 門極換流晶閘管（IGCT)或門極可關(guān)斷晶閘管（GT0)。
[0022] 按照本發(fā)明的另一方面，提供一種模塊化多電平換流器，其包括一個(gè)或多個(gè)相單 元，每個(gè)相單元包括串聯(lián)連接的上橋臂和下橋臂，以及與該上橋臂和下橋臂分別對應(yīng)串聯(lián) 的橋臂電感，其中，上橋臂正端和下橋臂的負(fù)端分別與直流母線的正極和負(fù)極相連接，每個(gè) 相單元的上橋臂負(fù)端和下橋臂正端的連接點(diǎn)處作為A，B，C三相輸出端子引出點(diǎn)，上橋臂或 下橋臂由多個(gè)上述子模塊拓?fù)湟来未?lián)而成。
[0023] 按照本發(fā)明的又一方面，提供一種模塊化多電平換流器，其包括一個(gè)或多個(gè)相單 元，每個(gè)相單元包括串聯(lián)連接的上橋臂和下橋臂，以及與該上橋臂和下橋臂分別對應(yīng)串聯(lián) 的橋臂電感，其中，上橋臂正端和下橋臂的負(fù)端分別與直流母線的正極和負(fù)極相連接，每個(gè) 相單元的上橋臂負(fù)端和下橋臂正端的連接點(diǎn)處作為A，B，C三相輸出端子引出點(diǎn)，上橋臂或 下橋臂由一個(gè)或多個(gè)上述子模塊拓?fù)渑c一個(gè)或多個(gè)半橋型子模塊拓?fù)浠旌洗?lián)而成。
[0024] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述上橋臂或下橋臂中的上述子模塊拓?fù)鋫€(gè)數(shù)與半橋型子模 塊拓?fù)湎嗤?br> [0025] 按照本發(fā)明的再一方面，通過一種利用上述模塊化多電平換流器進(jìn)行阻斷直流故 障電流的方法，用于在發(fā)生直流故障時(shí)阻斷該直流故障電流，其特征在于，該方法具體為， 在發(fā)生直流故障時(shí)，閉鎖所述子模塊拓?fù)涞牡谌_關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖，即可斷開交流側(cè)向 直流側(cè)提供故障電流的通路。
[0026] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述直流故障通過檢測直流電流值是否越限，或檢測直流電 流上升速率是否越限等操作判斷進(jìn)行判斷。
[0027] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述直流故障為直流側(cè)永久性故障，其阻斷直流故障電流具 體過程為：首先閉鎖所有的全控型器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障，然后關(guān)斷交流側(cè)斷路 器，以待直流側(cè)故障清除后重新充電運(yùn)行。
[0028] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述直流故障為直流側(cè)暫時(shí)性故障，其阻斷直流故障電流具 體過程為：首先閉鎖所有的全控型器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障，待直流電弧熄滅后，解 鎖每個(gè)子模塊中第三開關(guān)模塊的全控型器件的觸發(fā)脈沖，由交流側(cè)給直流線路充電，最后 解鎖其余的全控型器件，以重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
[0029] 本發(fā)明的混合型模塊化多電平換流器中，可以很大程度地減少全控型電力電子器 件的數(shù)量，只需在現(xiàn)有的半橋型MMC的基礎(chǔ)上增加約25%的全控型電力電子器件就可以使 得混合型換流器具有隔離直流故障電流的功能。
[0030] 本發(fā)明的模塊化多電平換流器子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，該子模塊由三個(gè)開關(guān)模塊，一 個(gè)直流電容，子模塊輸出正端以及子模塊輸出負(fù)端通過一定的電氣連接而成，其中每個(gè)開 關(guān)模塊由一個(gè)全控型器件和一個(gè)二極管反并聯(lián)而成。記全控型器件集電極與二極管陰極的 連接處為開關(guān)模塊的正端，全控型器件發(fā)射極與二極管陽極的連接處為開關(guān)模塊的負(fù)端。
[0031] 本發(fā)明中，第一開關(guān)模塊與第二開關(guān)模塊依次串聯(lián)，第一開關(guān)模塊的負(fù)端與第二 開關(guān)模塊的正端相連接；直流電容正極和直流電容的負(fù)極分別與第一開關(guān)模塊的正端和第 二開關(guān)模塊的負(fù)端相連接；從而完成直流電容、第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連接。若分 別將子模塊輸出正端和子模塊輸出負(fù)端與第一，第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)和第二開關(guān)模塊的 負(fù)端相連接，則構(gòu)成了典型的半橋子模塊拓?fù)洌撏負(fù)洳痪邆渥钄嘀绷鞴收想娏鞯哪芰Α?br> [0032] 本發(fā)明中為使子模塊具有阻斷直流故障電流的能力，將第三開關(guān)模塊的負(fù)端與第 二開關(guān)模塊的負(fù)端相連接，并進(jìn)一步地將子模塊輸出正端和子模塊輸出負(fù)端分別與第一， 第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)和第三開關(guān)模塊的正端相連接。正常工作時(shí)第三開關(guān)模塊的全控 型器件一直施加觸發(fā)脈沖，一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，使得本發(fā)明在正常運(yùn)行時(shí)與常規(guī)半橋子模 塊無異，發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖來達(dá)到阻斷直流故障電流的目 的。
[0033] 本發(fā)明中，還可以將第三開關(guān)模塊的正端與第一，第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)相連接， 從第三開關(guān)模塊的負(fù)端與直流電容的負(fù)極分別引出子模塊輸出正端及子模塊輸出負(fù)端。 [0034] 本發(fā)明中，還可以將第三開關(guān)模塊的負(fù)端與第一，二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)相連接，從 直流電容的正極與第三開關(guān)模塊的正端分別引出子模塊輸出正端和子模塊輸出負(fù)端。
[0035] 本發(fā)明中，還可以將第三開關(guān)模塊的正端和直流電容正極相連接，從第三開關(guān)模 塊的負(fù)端和第一，第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)處分別引出子模塊輸出正端和子模塊輸出負(fù)端。
[0036] 本發(fā)明中，在發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖就可以阻斷直流 故障電流，但模塊化多電平換流器在電平數(shù)較高時(shí)，對閉鎖所有第三開關(guān)模塊觸發(fā)脈沖的 同時(shí)性要求高，否則子模塊中的第三開關(guān)模塊由于不同時(shí)閉鎖而導(dǎo)致先閉鎖的某個(gè)子模塊 的第三開關(guān)模塊中的全控型器件承受全部的交流電壓而被燒毀，為了降低觸發(fā)同時(shí)性的要 求，可以通過增加一個(gè)第四二極管，從而克服上述缺陷。。
[0037] 具體地，第四二極管的陽極可以與第三開關(guān)模塊的正端相連，第四二極管的陰極 與直流電容的正極相連。新增加的第四二極管不會影響新型子模塊的正常運(yùn)行；在發(fā)生直 流側(cè)故障后，如果故障電流從子模塊輸出正端流入，則故障電流從第一開關(guān)模塊的反并聯(lián) 二極管后，經(jīng)由直流電容再經(jīng)第三開關(guān)模塊的反并聯(lián)二極管流出，第三開關(guān)模塊的全控型 器件承受壓降幾乎為〇 ;若故障電流從子模塊輸出負(fù)端流入，則故障電流流經(jīng)由第四二極 管、直流電容、和第二開關(guān)模塊的反并聯(lián)二極管流通，第三開關(guān)模塊的全控型器件承受的電 壓被箝制在電容電壓；這兩種情況均不會導(dǎo)致第三開關(guān)模塊中全控型器件由于不同時(shí)觸發(fā) 閉鎖而承受全部交流電壓被燒毀，從而減少了觸發(fā)同時(shí)性的要求。
[0038] 另外，增加的第四二極管，其陽極還可以與直流電容的負(fù)端相連，第四二極管的陰 極與第三開關(guān)模塊的負(fù)端相連，也可以達(dá)到降低觸發(fā)同時(shí)性的要求的目的。
[0039] 本發(fā)明中，每個(gè)相單元的一種連接方式是上橋臂電感的一端連接正極直流母線， 上橋臂電感的另一端與上橋臂正端相連接，上橋臂負(fù)端與下橋臂正端相連接，下橋臂負(fù)端 與下橋臂電感的一端連接，下橋臂電感的另一端與負(fù)極直流母線相連接，每個(gè)相單元的上 橋臂負(fù)端和下橋臂正端連接點(diǎn)處引出A，B，C三相輸出端子。
[0040] 每個(gè)相單元的另一種連接方式是上橋臂的正端與正極直流母線連接，上橋臂的負(fù) 端與上橋臂電感的一端相連接，上橋臂電感的另一端與下橋臂電感的一端連接，下橋臂電 感的另一端與下橋臂的正端相連接，下橋臂的負(fù)端與負(fù)極直流母線相連接，每個(gè)相單元的 上橋臂電感與下橋臂電感連接處引出A，B，C三相輸出端子。
[0041] 更進(jìn)一步地，上述模塊化多電平換流器可以包含一個(gè)或多個(gè)相單元從而構(gòu)成一相 或多相模塊化多電平換流器。
[0042] 更進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種由上述子模塊與常規(guī)半橋子模塊構(gòu)成的混合型 換流器，其技術(shù)細(xì)節(jié)為將上述由上述子模塊構(gòu)成的模塊化多電平換流器的每個(gè)橋臂的一部 分上述子模塊用常規(guī)的半橋型子模塊替代從而減少所采用的上述子模塊的數(shù)量以減少換 流器成本。
[0043] 更進(jìn)一步地，混合型換流器的每個(gè)橋臂所包含的常規(guī)半橋子模塊與上述子模塊的 比例為1 :1從而減少為了達(dá)到阻斷直流故障電流而額外增加的全控型器件數(shù)量，按1 :1的 比例，只需相比常規(guī)半橋型子模塊MMC增加25 %的全控型器件就可以使得混合型換流器具 備阻斷直流故障電流的能力。
[0044] 更進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種利用上述子模塊構(gòu)成的模塊化多電平換流器或 混合型模塊化多電平換流器的阻斷直流故障電流方法，發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖新型子模 塊的第三開關(guān)模塊的觸發(fā)脈沖即可斷開交流側(cè)向直流側(cè)提供故障電流的通路從而阻斷直 流故障電流。
[0045] 更進(jìn)一步地，本發(fā)明方案提出的由新型子模塊拓?fù)錁?gòu)成的單相、三相或多相模塊 化多電平換流器在直流側(cè)發(fā)生故障后，通過以下隔離步驟隔離直流故障。
[0046] 針對直流側(cè)永久性故障，隔離步驟1 :通過檢測直流電流值是否越限，或檢測直流 電流上升速率是否越限等操作判斷是否發(fā)生直流側(cè)故障；隔離步驟2,已判斷發(fā)生直流故 障，則閉鎖所有的全控型電力電子器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障；步驟3,關(guān)斷交流側(cè)斷 路器，待直流側(cè)故障清除后，系統(tǒng)再重新充電運(yùn)行。
[0047] 針對直流側(cè)暫時(shí)性故障，隔離步驟1 :通過檢測直流電流值是否越限，或檢測直流 電流上升速率是否越限等操作判斷是否發(fā)生直流側(cè)故障；隔離步驟2,若已判斷發(fā)生直流 故障，則閉鎖所有的全控型電力電子器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障；隔離步驟3,待直流 電弧熄滅后，解鎖每個(gè)子模塊中第三開關(guān)模塊的全控型電力電子器件觸發(fā)脈沖，由交流側(cè) 給直流線路充電；隔離步驟4,解鎖其余的全控型電力電子器件，恢復(fù)控制，系統(tǒng)重新進(jìn)入 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
[0048] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效 果：本發(fā)明提供的新型子模塊拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)隔離直流故障功能，且相比于全橋型子模塊、箝 位雙型子模塊與二極管箝位型子模塊，減少了子模塊中開關(guān)器件的數(shù)量與開關(guān)損耗，降低 了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工業(yè)應(yīng)用的難度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049] 圖1是常規(guī)的半橋型子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0050] 圖2是常規(guī)的全橋型子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0051] 圖3是常規(guī)的箝位雙型子模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0052] 圖4是二極管箝位型子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0053] 圖5是本發(fā)明子模塊的第一實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0054] 圖6是本發(fā)明子模塊的第二實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0055] 圖7是本發(fā)明子模塊的第三實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0056] 圖8是本發(fā)明子模塊的第四實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0057] 圖9是本發(fā)明子模塊的第五實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0058] 圖10是本發(fā)明子模塊的第六實(shí)施例的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0059] 圖11是由本發(fā)明子模塊（第一實(shí)施例至第六實(shí)施例）構(gòu)成的第一種三相模塊化 多電平換流器拓?fù)洌?br> [0060] 圖12是由本發(fā)明子模塊（第一實(shí)施例至第六實(shí)施例）構(gòu)成的第二種三相模塊化 多電平換流器拓?fù)洌?br> [0061] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例提供的由子模塊多種實(shí)施例和半橋型子模塊構(gòu)成的三相混 合型模塊化多電平換流器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062] 圖14是由新型子模塊構(gòu)成的三相9電平的模塊化多電平換流器仿真示意圖；
[0063] 圖15是圖14所示的模塊化多電平換流器簡化分析電路圖
[0064] 圖16是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相模塊化多電平換流器在故障后IGBT閉鎖瞬間的 等值電路圖；
[0065] 圖17是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相9電平模塊化多電平換流器的子模塊電容電壓 值的仿真波形圖；
[0066] 圖18是本發(fā)明實(shí)施例提供的三相9電平模塊化多電平換流器的上橋臂電流值的 仿真波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0067] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0068] 本發(fā)明實(shí)施例提供的新型子模塊拓?fù)渲饕糜跇?gòu)造新型模塊化多電平換流器，使 得新型模塊化多電平換流器用于兩端直流輸電，多端直流輸電以及直流電網(wǎng)中，其顯著的 技術(shù)性表現(xiàn)在相比于常規(guī)的不具備阻斷直流故障電流能力的半橋型模塊化多電平換流器， 只需要增加25%的全控型器件就可以使得新型的模塊化多電平換流器具備阻斷直流故障 電流的能力，相比于全橋型子模塊與箝位雙子模塊型減少了子模塊數(shù)量與開關(guān)損耗，更利 于工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
[0069]圖1所示已公知的常規(guī)半橋型子模塊拓?fù)?，發(fā)生直流故障時(shí)，換流器所連接的交 流系統(tǒng)將通過下部二極管D2給直流故障電流供電從而使得直流電弧難以熄滅，并使交流 系統(tǒng)處于短路狀態(tài)，D2流經(jīng)較大的故障電流有可能被燒毀，需要斷開交流側(cè)開關(guān)以切斷直 流故障電流，從而大大延遲了系統(tǒng)恢復(fù)供電的時(shí)間。
[0070] 如圖2所示為已公知的全橋子模塊拓?fù)?，該拓?fù)渚邆渥钄嘀绷鞴收想娏鞯哪芰Γ?但對比圖1和圖2可以明顯看出，全橋子模塊拓?fù)渌捎玫拈_關(guān)器件數(shù)量為半橋子模塊的 2倍，成本大大增加。
[0071] 如圖3所示的箝位雙子模塊拓?fù)洌诎l(fā)生直流側(cè)故障時(shí)，將閉鎖所有全控型器件， 箝位雙子模塊在故障時(shí)刻存在兩條放電通路，但由于兩條通路下直流電容電壓之和大于交 流系統(tǒng)線電壓幅值，將導(dǎo)致二極管被反向阻斷，從而隔離直流故障。但是箝位雙子模塊型采 用了更多的半導(dǎo)體器件，增加了工藝設(shè)計(jì)的難度；同時(shí)由于閉鎖后，直流網(wǎng)絡(luò)儲存的能量主 要由子模塊電容吸收，如果能量過大會引起子模塊電容電壓增加幅度大，引起的過電壓問 題可能燒毀半導(dǎo)體器件。
[0072] 圖4所示的二極管箝位型子模塊拓?fù)?，該結(jié)構(gòu)采用了三個(gè)IGBT器件、兩個(gè)直流電 容器，利用二極管箝位來實(shí)現(xiàn)直流故障的隔離。但該拓?fù)洳捎昧藘蓚€(gè)電容器，增加了子模塊 的體積與設(shè)計(jì)成本。
[0073] 圖5為本發(fā)明所提出的子模塊的第一實(shí)施例，該新型子模塊由三個(gè)開關(guān)模塊1? 3, 一個(gè)直流電容4,子模塊輸出正端5和子模塊輸出負(fù)端6構(gòu)成。每個(gè)開關(guān)模塊由全控型器 件（T1，T2，T3)和二極管（D1，D2，D3)反向并聯(lián)而成。
[0074] 記全控型器件與二極管陰極的連接處為開關(guān)模塊的正端，全控型器件與二極管陽 極的連接處為開關(guān)模塊的負(fù)端。直流電容4的正極和負(fù)極分別與第一開關(guān)模塊1的正端和 第二開關(guān)模塊2的負(fù)端相連接，第一開關(guān)模塊1的負(fù)端與第二開關(guān)模塊2的正端相連接，從 而完成直流電容4,第一開關(guān)模塊1和第二開關(guān)模塊2的連接，若分別從第一，第二開關(guān)模塊 的連接點(diǎn)以及第二開關(guān)模塊2的負(fù)端引出子模塊輸出正端5和子模塊輸出負(fù)端6,則構(gòu)成了 與圖1完全一致的典型的半橋子模塊拓?fù)?，該拓?fù)洳痪邆渥钄嘀绷鞴收想娏鞯哪芰Α?br> [0075] 為使子模塊具有阻斷直流故障電流的能力，本實(shí)施例中，將第三開關(guān)模塊3的負(fù) 端與第二開關(guān)模塊2的負(fù)端相連接，并進(jìn)一步地將子模塊輸出正端5和子模塊輸出負(fù)端6 分別與第一開關(guān)模塊1，第二開關(guān)模塊2的連接點(diǎn)和第三開關(guān)模塊3的正端相連接。正常工 作時(shí)會一直給第三開關(guān)模塊3的全控型器件施加觸發(fā)脈沖使得本發(fā)明實(shí)施例在正常運(yùn)行 時(shí)與常規(guī)半橋子模塊無異，發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖第三開關(guān)模塊3的觸發(fā)脈沖可以阻斷 直流故障電流的通流途徑。
[0076] 圖6所示為本發(fā)明子模塊的第二實(shí)施例，其與第一實(shí)施例不同之處僅在于，第三 開關(guān)模塊3的正端與第一開關(guān)模塊1的負(fù)端相連接，從第三開關(guān)模塊3的負(fù)端與直流電容 4的負(fù)極（第二開關(guān)模塊2的負(fù)端）分別引出子模塊輸出正端5及子模塊輸出負(fù)端6。
[0077] 圖7為本發(fā)明子模塊的第三的實(shí)施例，其與第一實(shí)施例不同之處僅在于，第三開 關(guān)模塊3的負(fù)端與第一開關(guān)模塊1的負(fù)端（該連接點(diǎn)也為第一開關(guān)模塊1與第二開關(guān)模塊 2的連接點(diǎn)）相連接，從直流電容4的正極（第一開關(guān)模塊1的正極）與第三開關(guān)模塊3的 正端分別引出子模塊輸出正端5和子模塊輸出負(fù)端6。
[0078] 圖8為本發(fā)明子模塊的第四實(shí)施例，其與第一實(shí)施例不同之處僅在于，第三開關(guān) 模塊3的正端和直流電容4的正極（第一開關(guān)模塊1的正極）相連接，從第三開關(guān)模塊3 的負(fù)端和第一開關(guān)模塊1的負(fù)端分別引出子模塊輸出正端5和子模塊輸出負(fù)端6。
[0079] 上述四種方案構(gòu)成的模塊化多電平換流器在直流側(cè)發(fā)生故障后，對閉鎖每個(gè)橋臂 的第三開關(guān)模塊3中全控型器件的觸發(fā)脈沖同時(shí)性要求很高。否則子模塊中的第三開關(guān)模 塊3由于不同時(shí)閉鎖而導(dǎo)致先閉鎖的某個(gè)子模塊的第三開關(guān)模塊3中的全控型器件承受全 部的交流電壓而被燒毀，為減小觸發(fā)同時(shí)性的要求，使本發(fā)明能更好地應(yīng)用于高電平數(shù)的 模塊化多電平換流器，可以進(jìn)一步增加一個(gè)第四二極管構(gòu)成新的實(shí)施方案。圖9為本發(fā)明 子模塊的的第五實(shí)施例，其與第一實(shí)施例不同之處僅在于，增加了一個(gè)第四二極管7,該二 極管7的陽極與第三開關(guān)模塊3的正端相連，將二極管7的陰極與直流電容4的正極（第 一開關(guān)模塊1的正極）相連。
[0080] 新增加的二極管7不影響子模塊的正常運(yùn)行；在發(fā)生直流側(cè)故障后，若故障電流 從子模塊輸出正端5流入，則故障電流流經(jīng)第一開關(guān)模塊一的反并聯(lián)二極管后，經(jīng)由直流 電容4再從第三開關(guān)模塊3的反并聯(lián)二極管流通，第三開關(guān)模塊的全控型器件承受壓降幾 乎為〇 ;若故障電流從子模塊輸出負(fù)端6流入，則故障電流流經(jīng)二極管7、直流電容4、第二 開關(guān)模塊2的反并聯(lián)二極管流通，第三開關(guān)模塊3中的全控型器件承受的電壓被箝制在電 容電壓；這兩種情況均不會導(dǎo)致第三開關(guān)模塊3中全控型器件由于不同時(shí)觸發(fā)閉鎖而承受 全部交流電壓被燒毀，從而減少了觸發(fā)同時(shí)性的要求。
[0081] 圖10為本發(fā)明子模塊的第六實(shí)施例，其與第四實(shí)施例不同之處僅在于，增加一個(gè) 二極管7,該二極管7的陽極與直流電容4的負(fù)端相連，將該二極管的陰極與第三開關(guān)模塊 3的負(fù)端相連。
[0082] 圖11所示為由本發(fā)明所提出的由上述子模塊構(gòu)成的三相模塊化多電平換流器拓 撲，該新型三相模塊化多電平換流器包括三個(gè)相單元11，每個(gè)相單元由上橋臂12,上橋臂 電感13,下橋臂電感14,下橋臂15依次串聯(lián)而成，每個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊依次串聯(lián)而成，每 個(gè)相單元11的正端與正極直流母線16相連接，相單元11的負(fù)端與直流負(fù)極母線17相連 接，從每個(gè)上橋臂電感，下橋臂電感的連接點(diǎn)處分別引出交流輸出端子8?10。每個(gè)橋臂的 具體連接方式示于圖11左側(cè)。
[0083] 圖12所示為由本發(fā)明所提出的新型子模塊改進(jìn)型構(gòu)成的新型三相模塊化多電平 換流器的另一種實(shí)現(xiàn)方式，該拓?fù)渑c圖11基本類似，區(qū)別僅在于構(gòu)成每個(gè)相單元的橋臂與 橋臂電感的連接先后次序不同。該新型三相模塊化多電平換流器包括三個(gè)相單元11，每個(gè) 相單元由上橋臂電感13,上橋臂12,下橋臂15,下橋臂電感14依次串聯(lián)而成，從每個(gè)上橋 臂，下橋臂的連接點(diǎn)處分別引出交流輸出端子8?10,該方案其他部件實(shí)現(xiàn)形式與圖11完 全一致，不再贅述。
[0084] 本發(fā)明中，根據(jù)新型模塊化多電平換流器傳輸功率的大小，每個(gè)新型模塊化多電 平換流器可以由一個(gè)或多個(gè)相單元組成從而構(gòu)成一相或多相新型模塊化多電平換流器，并 不限定于圖11和圖12實(shí)施例所述的相單元數(shù)量。
[0085] 圖13為由新型子模塊改進(jìn)型拓?fù)浜统Ｒ?guī)半橋型子模塊混合而成的混合型換流 器，圖13拓?fù)渑c圖11拓?fù)浠疽恢?，區(qū)別在于每個(gè)橋臂12,15由多個(gè)新型子模塊和常規(guī)半 橋型子模塊混合串聯(lián)而成，其中新型子模塊和常規(guī)半橋子模塊的串聯(lián)次序任意。所述的新 型子模塊可以是上述實(shí)施例一至實(shí)施例六中的任何一種。
[0086] 每個(gè)橋臂所使用的新型子模塊與常規(guī)半橋子模塊的數(shù)量比例優(yōu)選值為1 :1，這樣 在發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖所有新型子模塊的觸發(fā)脈沖可以阻斷直流故障電流同時(shí)又因 為選擇了足夠數(shù)量的新型子模塊，新型子模塊的第三開關(guān)模塊3不會因?yàn)槌休d過電壓而燒 毀。圖14為本發(fā)明實(shí)施例提出的由新型子模塊構(gòu)成的三相9電平模塊化多電平換流器仿 真示意圖。為分析方便，取出圖14的一相來進(jìn)行分析，并將上下橋臂8個(gè)新型子模塊分別 等效為一個(gè)子模塊，如圖15所示。電容22、28為上下橋臂的等效串聯(lián)電容值，電容電壓分 別是上橋臂、下橋臂子模塊電容電壓之和。當(dāng)發(fā)生直流側(cè)極對極短路故障29后，將閉鎖開 關(guān)模塊19、20、21、24、25、26中的全控型器件。假設(shè)故障電流從交流側(cè)流向直流側(cè)，上橋臂 由于IGBT閉鎖，故障電流只能通過二極管23、電容22和開關(guān)模塊20中的反并聯(lián)二極管流 通，但上橋臂電容電壓之和維持在直流電壓U d。附近，而交流側(cè)相電壓幅值是小于^。的，二 極管承受反壓而無法導(dǎo)通，上橋臂沒有導(dǎo)電通路；下橋臂的故障電流也只能通過開關(guān)模塊 24、26中的反并聯(lián)二極管和電容27構(gòu)成導(dǎo)電通路，但是由于下橋臂電容電壓之和維持在直 流電壓U d。附近，而交流側(cè)相電壓幅值是小于Ud。的，二極管承受反壓而無法導(dǎo)通，下橋臂沒 有導(dǎo)電通路。
[0087] 假設(shè)故障電流從直流側(cè)流向交流側(cè)，上橋臂故障電流的可能路徑為電容22和開 關(guān)模塊19、21中的反并聯(lián)二極管，但上橋臂電容電壓之和維持在直流電壓Ud。附近，二極管 承受反壓而無法導(dǎo)通，上橋臂沒有導(dǎo)電通路；下橋臂的可能故障電流路徑為開關(guān)模塊24、 中的反并聯(lián)二極管、電容27和二極管28，但是由于下橋臂電容電壓之和維持在直流電壓U d。 附近，二極管承受反壓而無法導(dǎo)通，下橋臂沒有導(dǎo)電通路。從而交流電源30無法向故障點(diǎn) 提供短路電流，實(shí)現(xiàn)了直流故障的隔離。
[0088] 在發(fā)生直流側(cè)故障后，換流器在閉鎖瞬間的等值電路如圖16所示。取Um為三相 電源相電壓幅值（即相對地的電壓最大值），U。為子模塊額定電容電壓，N為每個(gè)橋臂上子 模塊的個(gè)數(shù)，U a"為橋臂子模塊電容電壓之和，Ua" = N*U。。為了達(dá)到隔離直流側(cè)故障功能， 需要滿足下式：
[0089] Uffl < Uarm (1)
[0090] 取換流器電壓調(diào)制比為M，則：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，該子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包 括： 相互串聯(lián)的第一開關(guān)模塊（1)和第二開關(guān)模塊（2)，其中第一開關(guān)模塊（1)的負(fù)端與第 二開關(guān)模塊（2)的正端相連接； 直流電容（4)，其正極和負(fù)極分別與第一開關(guān)模塊（1)的正端和第二開關(guān)模塊（2)的負(fù) 端相連接； 其特征在于，還包括第三開關(guān)模塊（3)，其與上述第一開關(guān)模塊（1)和第二開關(guān)模塊 (2)電氣連接，使得正常工作時(shí)該第三開關(guān)模塊（3)的全控型器件一直施加觸發(fā)脈沖從而 一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，而發(fā)生直流故障時(shí)通過閉鎖該第三開關(guān)模塊（3)的觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)阻斷 直流故障電流，其中，所述各開關(guān)模塊（1、2、3)均由一個(gè)全控型器件和一個(gè)二極管反并聯(lián) 而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述 第三開關(guān)模塊（3)負(fù)端與第二開關(guān)模塊（2)的負(fù)端相連接，第三開關(guān)模塊（3)正端作為所 述子模塊的輸出負(fù)端（6)，第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊的連接點(diǎn)作為子模塊的輸出正端 (5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，還包 括一個(gè)第四二極管（7)，其陽極與第三開關(guān)模塊（3)的正端相連，陰極與直流電容（4)的正 極相連，以減小所述第三開關(guān)模塊（3)的全控型器件的觸發(fā)脈沖同時(shí)性要求。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述 第三開關(guān)模塊（3)正端與第一開關(guān)模塊（1)和第二開關(guān)模塊（2)的連接點(diǎn)連接，第三開關(guān) 模塊（3)負(fù)端作為所述子模塊的輸出正端（5)，第二開關(guān)模塊（2)負(fù)端作為所述子模塊的輸 出負(fù)端（6)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述 第三開關(guān)模塊（3)負(fù)端與第一開關(guān)模塊（1)和第二開關(guān)模塊（2)的連接點(diǎn)連接，第三開關(guān) 模塊（3)正端作為所述子模塊的輸出負(fù)端（6)，第一開關(guān)模塊（1)正端作為所述子模塊的輸 出正端（5)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述 第三開關(guān)模塊（3)正端與第一開關(guān)模塊（1)正端連接，第三開關(guān)模塊（3)負(fù)端作為所述子 模塊的輸出正端（5)，第一開關(guān)模塊（1)和第二開關(guān)模塊（2)的連接點(diǎn)作為所述子模塊的輸 出負(fù)端（6)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，還包 括一個(gè)第四二極管（7)，其陽極與直流電容（4)的負(fù)端相連，陰極與第三開關(guān)模塊（3)的負(fù) 端相連，以減小所述第三開關(guān)模塊（3)的全控型器件的觸發(fā)脈沖同時(shí)性要求。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于模塊化多電平換流器中的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 其中，所述全控型器件可以是絕緣門極雙極型晶體管（IGBT)、集成門極換流晶閘管（IGCT) 或門極可關(guān)斷晶閘管（GTO)。
9. 一種模塊化多電平換流器，其包括一個(gè)或多個(gè)相單元（11)，每個(gè)相單元（11)包括串 聯(lián)連接的上橋臂（12)和下橋臂（15)，以及與該上橋臂（12)和下橋臂（15)分別對應(yīng)串聯(lián) 的橋臂電感（13、14)，其中，上橋臂（12)正端和下橋臂（15)的負(fù)端分別與直流母線的正極 (16)和負(fù)極（17)相連接，每個(gè)相單元（11)的上橋臂（12)負(fù)端和下橋臂（15)正端的連接 點(diǎn)處作為A，B，C三相輸出端子引出點(diǎn)，上橋臂（12)或下橋臂（15)由一個(gè)或多個(gè)上述權(quán)利 要求1-8中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的子模塊拓?fù)浯?lián)而形成。
10. -種混合型模塊化多電平換流器，其包括一個(gè)或多個(gè)相單元（11)，每個(gè)相單元包 括串聯(lián)連接的上橋臂（12)和下橋臂（15)，以及與該上橋臂（12)和下橋臂（15)分別對應(yīng)串 聯(lián)的橋臂電感（13、14)，其中，上橋臂（12)正端和下橋臂（15)的負(fù)端分別與直流母線的正 極（16)和負(fù)極（17)相連接，每個(gè)相單元（11)的上橋臂（12)負(fù)端和下橋臂（15)正端的連 接點(diǎn)處作為A，B，C三相輸出端子引出點(diǎn)，上橋臂（12)或下橋臂（15)由一個(gè)或多個(gè)上述權(quán) 利要求1-8中任一項(xiàng)所述的子模塊拓?fù)渑c一個(gè)或多個(gè)半橋型子模塊拓?fù)浠旌洗?lián)而成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種模塊化多電平換流器，其中，所述上橋臂（12)或下橋 臂（15)中的上述子模塊拓?fù)鋫€(gè)數(shù)與半橋型子模塊拓?fù)湎嗤?br> 12. -種利用上述權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的模塊化多電平換流器進(jìn)行阻斷直流 故障電流的方法，用于在發(fā)生直流故障時(shí)阻斷該直流故障電流，其特征在于，該方法具體 為，在發(fā)生直流故障時(shí)，閉鎖所述子模塊拓?fù)涞牡谌_關(guān)模塊（3)的觸發(fā)脈沖，即可斷開交 流側(cè)向直流側(cè)提供故障電流的通路。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述直流故障通過檢測直流電流值是否越限， 或檢測直流電流上升速率是否越限進(jìn)行判斷。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述直流故障為直流側(cè)永久性故障，其阻 斷直流故障電流具體過程為：首先閉鎖所有的全控型器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障，然 后開斷交流側(cè)斷路器，以待直流側(cè)故障清除后重新充電運(yùn)行。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述直流故障為直流側(cè)暫時(shí)性故障，其阻 斷直流故障電流具體過程為：首先閉鎖所有的全控型器件觸發(fā)脈沖從而隔離直流故障，待 直流電弧熄滅后，解鎖每個(gè)子模塊中第三開關(guān)模塊的全控型器件的觸發(fā)脈沖，由交流側(cè)給 直流線路充電，最后解鎖其余的全控型器件，以重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
【文檔編號】H02M3/137GK104052026SQ201410233072
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】林衛(wèi)星, 向往, 文勁宇 申請人:華中科技大學(xué)