一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)涞闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)洌ǖ谝浑娙萁MC1，第二電容組C2，4個(gè)全控型半導(dǎo)體器件T1，T2，T3，T4，和故障隔離組合電路(7)。第一全控型半導(dǎo)體器件(T1)、第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)與第一電容組(C1)；第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)、第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)與第二電容組(C2)分別連接成半橋子單元形式。故障隔離組合電路(7)的六個(gè)引出的端子(11、12、13、14、15、16)分別與第一電容組(C1)的正極(1)、負(fù)極(2)，第二電容組(C2)的正極(3)、負(fù)極(4)，T1與T2的連接點(diǎn)(5)，T3與T4的連接點(diǎn)(6)連接。
【專利說明】一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元。
【背景技術(shù)】
[0002]由于基于電壓源變換的直流輸電獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其在清潔新能源并網(wǎng)、城市輸配電增容改造、海上孤立負(fù)荷送電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?；谀K化多電平換流器(modular multilevel converter, MMC)由于采用半橋子模塊級(jí)聯(lián)的形式,具有對(duì)器件一致觸發(fā)動(dòng)態(tài)均壓要求低、擴(kuò)展性好、輸出電壓波形品質(zhì)高、開關(guān)頻率低、運(yùn)行損耗低等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前換流器選擇的主流趨勢(shì)。然而這種結(jié)構(gòu)存在無法有效處理直流故障的固有缺陷。當(dāng)直流側(cè)發(fā)生故障時(shí)，全控型開關(guān)器件所反并聯(lián)的續(xù)流二極管容易構(gòu)成故障點(diǎn)與交流系統(tǒng)直接連通的能量饋送回路，無法單純依靠換流器動(dòng)作完成直流側(cè)故障電流的清除。目前已投運(yùn)的VSC-HVDC工程大多采用電纜敷設(shè)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。
[0003]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(dòng)作，故系統(tǒng)恢復(fù)很快，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用在傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)中，即通過強(qiáng)制移相快速消除弧道電流。尋找具有直流故障穿越能力的新型換流器，而且，這是目前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。2010年ALSTOM公司在國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議上提出了多種結(jié)合傳統(tǒng)兩電平換流器和MMC結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的混合式換流器，其中橋臂交替導(dǎo)通多電平換流器和混合級(jí)聯(lián)多電平換流器均具有直流故障穿越能力。但是控制較為復(fù)雜，子單元電容電壓均衡較為困難。采用全橋子模塊(full bridgesub-module, FBSM)雖然也具有直流閉鎖能力，但是正常運(yùn)行時(shí)損耗較大，且換流站成本顯著增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種新的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?。本發(fā)明可使整個(gè)換流站在具備直流側(cè)故障處理能力的同時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)盡可能降低損耗，并且可以降低換流站建造成本。
[0005]本發(fā)明直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元可以由第一電容組，第二電容組，四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件，以及故障隔離組合電路組成，其連接方式如下:
[0006]第一電容組的正極與第一全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)；第二全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第一電容組的負(fù)極連接；第二電容組的正極與第三全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)；第四全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第二電容組的負(fù)極連接。
[0007]故障隔離組合電路的第一引出端子與第一電容組的正極連接，故障隔離組合電路的第二引出端子與第一電容組的負(fù)極連接，故障隔離組合電路的第三引出端子與第二電容組的正極連接，故障隔離組合電路的第四引出端子與第二電容組的負(fù)極連接，故障隔離組合電路的第五引出端子與第一全控型器件連接點(diǎn)連接，故障隔離組合電路的第五引出端子與第二全控型器件連接點(diǎn)連接。故障隔離組合電路的第七端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路的第八端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0008]所述的子單元正常工作時(shí)，當(dāng)?shù)谝蝗匦桶雽?dǎo)體器件關(guān)斷，第二全控型半導(dǎo)體器件開通，第三全控型半導(dǎo)體器件開通，第四全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷時(shí)，所述的子單元第一引出端子與第二引出端子之間電壓為0，第一電容組和第二電容組不接入電路。
[0009]當(dāng)?shù)谝蝗匦桶雽?dǎo)體器件關(guān)斷，第二全控型半導(dǎo)體器件開通，第三全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷，第四全控型半導(dǎo)體器件開通時(shí)，所述的子單元第一引出端子與第二引出端子之間電壓為第二電容組兩端電壓；第一電容組不接入電路。
[0010]當(dāng)?shù)谝蝗匦桶雽?dǎo)體器件開通，第二全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷，第三全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷，第四全控型半導(dǎo)體器件開通時(shí)，所述的子單元第一引出端子與第二引出端子之間電壓為第一電容組兩端電壓；第二電容組不接入電路。
[0011]當(dāng)?shù)谝蝗匦桶雽?dǎo)體器件開通，第二全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷，第三全控型半導(dǎo)體器件開通，第四全控型半導(dǎo)體器件關(guān)斷時(shí)，所述的子單元第一引出端子與第二引出端子之間電壓為第一電容組和第二電容組兩端電壓之和。
[0012]所述的子單元閉鎖時(shí)，根據(jù)故障隔離組合電路結(jié)構(gòu)的不同，工作原理也不同。
[0013]所述的故障隔離組合電路可以由第一二極管模塊和第六全控型半導(dǎo)體器件組合組成，也可以由第二二極管模塊和第五全控型半導(dǎo)體器件組合組成，也可以由第一二極管模塊和第五全控型半導(dǎo)體器件組合組成，也可以由第二二極管模塊和第六全控型半導(dǎo)體器件組合組成，也可以由第一二極管模塊、第二二極管模塊、第五全控型半導(dǎo)體器件和第六全控型半導(dǎo)體器件組合組成。
[0014]當(dāng)所述的故障隔離組合電路由第一二極管模塊、第二二極管模塊、第五全控型半導(dǎo)體器件、第六全控型半導(dǎo)體器件組成時(shí)，第一二極管模塊的陰極與故障隔離組合電路的第一端子連接，第一二極管模塊的陽極與第五全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，第五全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與故障隔離組合電路的第二端子連接，第六全控型半導(dǎo)體器件的集電極與故障隔離組合電路的第三端子連接，第六全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第二二極管模塊的陰極連接，第二二極管模塊的陽極與故障隔離組合電路的第四端子連接。第六全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第五全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接。故障隔離組合電路的第五端子與故障隔離組合電路的第七端子連接，故障隔離組合電路的第六端子與第八端子連接。所有全控型半導(dǎo)體器件閉鎖后，當(dāng)電流從所述的子單元第一引出端子流入時(shí)，第一電容組，第二電容組串聯(lián)正向接入電路，第一電容組兩端電壓和第二電容組兩端電壓之和形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。當(dāng)電流從所述的子單元第二引出端子流入時(shí)，第一電容組，第二電容組串聯(lián)正向接入電路，第一電容組兩端電壓和第二電容組兩端電壓之和形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。
[0015]當(dāng)所述的故障隔離組合電路由第一二極管模塊和第六全控型半導(dǎo)體器件組合組成時(shí)，第六全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與故障隔離組合電路的第五端子連接，第六全控型半導(dǎo)體器件的集電極與故障隔離組合電路的第三端子連接。第一二極管模塊的陰極與故障隔離組合電路的第一端子連接，第一二極管模塊的陽極與故障隔離組合電路的第四端子連接。在這種連接方式下，故障隔離組合電路的第一端子與故障隔離組合電路的第七端子連接，故障隔離組合電路的第六端子與第八端子連接。故障隔離組合電路的第二端子空置。所有全控型半導(dǎo)體器件閉鎖后，當(dāng)電流從所述的子單元第一引出端子流入時(shí)，第一電容組，第二電容組串聯(lián)正向接入電路，第一電容組兩端電壓和第二電容組兩端電壓之和形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。當(dāng)電流從所述的子單元第二引出端子流入時(shí)，第一電容組，第二電容組串聯(lián)正向接入電路，第一電容組旁路，第二電容組正向接入電路，第二電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。
[0016]當(dāng)所述的故障隔離組合電路由第五全控型半導(dǎo)體器件、第二二極管模塊組成。第五全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與故障隔離組合電路的第二端子連接，第五全控型半導(dǎo)體器件的集電極與故障隔離組合電路的第三端子連接。第二二極管模塊的陰極與故障隔離組合電路的第一端子連接，第一二極管模塊的陽極與故障隔離組合電路的第四端子連接。故障隔離組合電路的第五端子與故障隔離組合電路的第七端子連接，故障隔離組合電路的第四端子與第八端子連接。故障隔離組合電路的第三端子空置。所有全控型半導(dǎo)體器件閉鎖后，當(dāng)電流從所述的子單元第一引出端子流入時(shí)，第一電容組，第二電容組串聯(lián)正向接入電路，第一電容組兩端電壓和第二電容組兩端電壓之和形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。當(dāng)電流從所述的子單元第二引出端子流入時(shí)，第二電容組旁路，第一電容組正向接入電路，第一電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。
[0017]這種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)湟部梢詢H由第一電容組、第一全控型半導(dǎo)體器件、第二全控型半導(dǎo)體器件與故障隔離電路組成；第一電容組的正極與第一全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)；第二全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第一電容組的負(fù)極連接。
[0018]所述故障隔離組合電路的第一引出端子與第一電容組的正極連接，故障隔離組合電路的第二引出端子與第一電容組的負(fù)極連接，故障隔離組合電路的第五引出端子與第一全控型器件連接點(diǎn)連接，故障隔離組合電路的第七端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路的第八端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0019]所述故障隔離組合電路由第一二極管與第五全控型半導(dǎo)體器件組成；第一二極管的陰極與故障隔離組合電路的第一端子連接，第一二極管的陽極與第五全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，第五全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與故障隔離組合電路的第二端子連接。
[0020]所述故障隔離組合電路的第五端子與故障隔離組合電路的第七端子連接，故障隔離組合電路的第八端子與第五全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接；故障隔離組合電路的第三端子、第四端子、第六端子空置。所有全控型半導(dǎo)體器件閉鎖后，當(dāng)電流從所述的子單元第一引出端子流入時(shí)，第一電容組正向接入電路，第一電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。當(dāng)電流從所述的子單元第二引出端子流入時(shí)，第一電容組正向接入電路，第一電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。
[0021]這種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)湟部梢詢H由第二電容組、第三全控型半導(dǎo)體器件、第四全控型半導(dǎo)體器件和故障隔離電路組成；第二電容組的正極與第三全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)；第四全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第二電容組的負(fù)極連接。
[0022]故障隔離組合電路的第三引出端子與第二電容組的正極連接，故障隔離組合電路的第四引出端子與第二電容組的負(fù)極連接，故障隔離組合電路的第五引出端子與第二全控型器件連接點(diǎn)連接；故障隔離組合電路的第七端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路的第八端子作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0023]故障隔離電路由第六全控型半導(dǎo)體器件、第二二極管模塊組成；第六全控型半導(dǎo)體器件的集電極與故障隔離組合電路的第三端子連接，第六全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極與第二二極管的陰極連接，第二二極管的陽極與故障隔離組合電路的第四端子連接。
[0024]所述故障隔離組合電路的第六端子與故障隔離組合電路的第八端子連接，故障隔離組合電路的第七端子與第六全控型半導(dǎo)體器件的發(fā)射極連接；故障隔離組合電路的第一端子、第二端子、第五端子空置。所有全控型半導(dǎo)體器件閉鎖后，當(dāng)電流從所述的子單元第一引出端子流入時(shí)，第二電容組正向接入電路，第二電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。當(dāng)電流從所述的子單元第二引出端子流入時(shí)，第二電容組正向接入電路，第二電容組兩端電壓形成反電動(dòng)勢(shì)，阻斷流入電流。
[0025]所述的故障隔離組合電路中的第一二極管模塊和第二二極管模塊由a個(gè)二極管與b個(gè)電阻，以及c個(gè)電容，以及d個(gè)電感一起串聯(lián)組成，a為大于等于I的整數(shù)，b、C、d均為大于等于O的整數(shù)。
[0026]正常運(yùn)行狀態(tài)下，由于二極管的反向阻斷特性，電流不會(huì)流過二極管。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，如果電流從第一二極管模塊或者第二二極管模塊中的二極管的陽極向陰極流過，則第一二極管模塊或者第二二極管模塊中的電感、電阻和電容都會(huì)串入電路。電阻可用于耗散故障能量，電感可用于抑制故障電流上升速率，電容被故障電流充電，會(huì)增加串入電路的等效電容電壓，從而有助于阻斷故障電流。
[0027]柔性直流輸電換流站橋臂由m個(gè)所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元和η個(gè)半橋型子單元級(jí)聯(lián)組成，m為大于等于I的整數(shù)，η為大于等于O的整數(shù)。
[0028]所述六個(gè)全控型半導(dǎo)體器件由至少一個(gè)的IGBT串聯(lián)組成，也可以由至少一個(gè)其他類型的帶反并聯(lián)二極管的全控型器件串聯(lián)組成，例如GTO，IGCT等。
[0029]所述的第一電容組，第二電容組可由一個(gè)或多個(gè)電容器串聯(lián)或并聯(lián)組成。所述的電容組可附加泄放電阻，預(yù)充電電路等附加電路單元。
[0030]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0031]a.與半橋MMC子單元相比，具備直流側(cè)故障處理能力；
[0032]b.與全橋MMC子單元相比，成本顯著降低；
[0033]c.與全橋MMC子單元相比，損耗顯著減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2本發(fā)明實(shí)施例1的電路原理圖；[0036]圖3本發(fā)明實(shí)施例2的電路原理圖；
[0037]圖4本發(fā)明實(shí)施例3的電路原理圖；
[0038]圖5本發(fā)明實(shí)施例4的電路原理圖；
[0039]圖6本發(fā)明實(shí)施例5的電路原理圖；
[0040]圖7本發(fā)明與半橋型子單元共同組成換流器橋臂的實(shí)施例示意圖；
[0041 ]圖8本發(fā)明實(shí)施例7的電路原理圖；
[0042]圖9本發(fā)明實(shí)施例8的電路原理圖；
[0043]圖10本發(fā)明實(shí)施例9的電路原理圖；
[0044]圖11本發(fā)明實(shí)施例10的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0046]如圖1所示，本發(fā)明直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元由第一電容組Cl，第二電容組C2，四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件Tl、T2、T3、T4，以及故障隔離組合電路7組成；第一電容組Cl的正極I與第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件T2的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)5 ；第二全控型半導(dǎo)體器件T2的發(fā)射極與第一電容組Cl的負(fù)極2連接；第二電容組C2的正極3與第三全控型半導(dǎo)體器件T3的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件T3的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件T4的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)6 ;第四全控型半導(dǎo)體器件T4的發(fā)射極與第二電容組C2的負(fù)極4連接。
[0047]故障隔離組合電路7的第一引出端子11與第一電容組Cl的正極I連接，故障隔離組合電路7的第二引出端子12與第一電容組Cl的負(fù)極2連接，故障隔離組合電路7的第三引出端子13與第二電容組C2的正極3連接，故障隔離組合電路7的第四引出端子14與第二電容組C2的負(fù)極4連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子15與第一全控型器件連接點(diǎn)5連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子16與第二全控型器件連接點(diǎn)6連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0048]實(shí)施例1
[0049]圖2所示為本發(fā)明的具體實(shí)施例1。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例1的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元包括:第一電容組Cl，第二電容組C2，四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件1132、1334，以及故障隔離組合電路7。連接方式如下:
[0050]第一電容組Cl的正極I與第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件T2的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)5 ;第二全控型半導(dǎo)體器件T2的發(fā)射極與第一電容組Cl的負(fù)極2連接；第二電容組C2的正極3與第三全控型半導(dǎo)體器件T3的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件T3的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件T4的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)6 ;第四全控型半導(dǎo)體器件T4的發(fā)射極與第二電容組C2的負(fù)極4連接。
[0051]故障隔離組合電路7的第一引出端子11與第一電容組Cl的正極I連接，故障隔離組合電路7的第二引出端子12與第一電容組Cl的負(fù)極2連接，故障隔離組合電路7的第三引出端子13與第二電容組C2的正極3連接，故障隔離組合電路7的第四引出端子14與第二電容組C2的負(fù)極4連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子15與第一全控型器件連接點(diǎn)5連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子16與第二全控型器件連接點(diǎn)6連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0052]所述的故障隔離組合電路7由第五全控型半導(dǎo)體器件T5、第六全控型半導(dǎo)體器件T6、第一二極管模塊D1、第二二極管模塊D2組成。第一二極管模塊Dl的陰極與故障隔離組合電路7的第一端子11連接，第一二極管模塊Dl的陽極與第五全控型半導(dǎo)體器件T5的集電極19連接，第五全控型半導(dǎo)體器件T5的發(fā)射極與故障隔離組合電路7的第二端子12連接，第六全控型半導(dǎo)體器件T6的集電極與故障隔離組合電路7的第三端子13連接，第六全控型半導(dǎo)體器件T6的發(fā)射極20與第二二極管模塊D2的陰極連接，第二二極管模塊D2的陽極與故障隔離組合電路7的第四端子14連接。第六全控型半導(dǎo)體器件T6的發(fā)射極20與第五全控型半導(dǎo)體器件T5的集電極19連接。故障隔離組合電路7的第五端子15與故障隔離組合電路7的第七端子17連接，故障隔離組合電路7的第六端子16與第八端子18連接。
[0053]實(shí)施例2
[0054]圖3所示為本發(fā)明的具體實(shí)施例2。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例2的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元包括:第一電容組Cl，第二電容組C2，四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件1132、1334，以及故障隔離組合電路7。連接方式如下:
[0055]第一電容組Cl的正極I與第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件T2的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)5 ;第二全控型半導(dǎo)體器件T2的發(fā)射極與第一電容組Cl的負(fù)極2連接；第二電容組C2的正極3與第三全控型半導(dǎo)體器件T3的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件T3的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件T4的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)6 ;第四全控型半導(dǎo)體器件T4的發(fā)射極與第二電容組C2的負(fù)極4連接。
[0056]故障隔離組合電路7的第一引出端子11與第一電容組Cl的正極I連接，故障隔離組合電路7的第二引出端子12與第一電容組Cl的負(fù)極2連接，故障隔離組合電路7的第三引出端子13與第二電容組C2的正極3連接，故障隔離組合電路7的第四引出端子14與第二電容組C2的負(fù)極4連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子15與第一全控型器件連接點(diǎn)5連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子16與第二全控型器件連接點(diǎn)6連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0057]所述的故障隔離組合電路7由第六全控型半導(dǎo)體器件T6、第一二極管模塊Dl組成。第六全控型半導(dǎo)體器件T6的發(fā)射極與故障隔離組合電路7的第五端子15連接，第六全控型半導(dǎo)體器件T6的集電極與故障隔離組合電路7的第三端子13連接。第一二極管模塊Dl的陰極與故障隔離組合電路7的第一端子11連接，第一二極管模塊Dl的陽極與故障隔離組合電路7的第四端子14連接。故障隔離組合電路7的第一端子11與故障隔離組合電路7的第七端子17連接，故障隔離組合電路7的第六端子16與第八端子18連接。故障隔離組合電路7的第二端子12空置。
[0058]實(shí)施例3
[0059]圖4所示為本發(fā)明的具體實(shí)施例3。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例3的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元包括:第一電容組Cl，第二電容組C2，四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件1132、1334，以及故障隔離組合電路7。連接方式如下:
[0060]第一電容組Cl的正極I與第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件T2的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)5 ;第二全控型半導(dǎo)體器件T2的發(fā)射極與第一電容組Cl的負(fù)極2連接；第二電容組C2的正極3與第三全控型半導(dǎo)體器件T3的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件T3的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件T4的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)6 ;第四全控型半導(dǎo)體器件T4的發(fā)射極與第二電容組C2的負(fù)極4連接。
[0061]故障隔離組合電路7的第一引出端子11與第一電容組Cl的正極I連接，故障隔離組合電路7的第二引出端子12與第一電容組Cl的負(fù)極2連接，故障隔離組合電路7的第三引出端子13與第二電容組C2的正極3連接，故障隔離組合電路7的第四引出端子14與第二電容組C2的負(fù)極4連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子15與第一全控型器件連接點(diǎn)5連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子16與第二全控型器件連接點(diǎn)6連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0062]所述的故障隔離組合電路7由第五全控型半導(dǎo)體器件T5、第二二極管模塊D2組成。第五全控型半導(dǎo)體器件T5的發(fā)射極與故障隔離組合電路7的第二端子12連接，第五全控型半導(dǎo)體器件T6的集電極與故障隔離組合電路7的第三端子13連接。第二二極管模塊D2的陰極與故障隔離組合電路7的第一端子11連接，第二二極管模塊D2的陽極與故障隔離組合電路7的第四端子14連接。故障隔離組合電路7的第五端子15與故障隔離組合電路7的第七端子17連接，故障隔離組合電路7的第四端子14與第八端子18連接。故障隔離組合電路7的第三端子13空置。
[0063]實(shí)施例4
[0064]圖5所示為本發(fā)明的具體實(shí)施例4。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例4的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元包括:第一電容組Cl，兩個(gè)全控型半導(dǎo)體器件T1、T2，以及故障隔離組合電路7。連接方式如下:
[0065]第一電容組Cl的正極I與第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件Tl的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件Τ2的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)5 ;第二全控型半導(dǎo)體器件Τ2的發(fā)射極與第一電容組Cl的負(fù)極2連接。
[0066]故障隔離組合電路7的第一引出端子11與第一電容組Cl的正極I連接，故障隔離組合電路7的第二引出端子12與第一電容組Cl的負(fù)極2連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子15與第一全控型器件連接點(diǎn)5連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0067]所述的故障隔離組合電路7由第五全控型半導(dǎo)體器件T5、第一二極管模塊Dl組成。故障隔離組合電路7的第五端子15與故障隔離組合電路7的第七端子17連接，故障隔離組合電路7的第八端子18與第五全控型半導(dǎo)體器件T5的集電極19連接。故障隔離組合電路7的第三端子13、第四端子14、第六端子16空置。
[0068]實(shí)施例5
[0069]圖6所示為本發(fā)明的具體實(shí)施例5。如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例5的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元包括:第二電容組C2，兩個(gè)全控型半導(dǎo)體器件T3、T4，以及故障隔離組合電路7。連接方式如下:
[0070]第二電容組C2的正極3與第三全控型半導(dǎo)體器件Τ3的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件Τ3的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件Τ4的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)6 ;第四全控型半導(dǎo)體器件Τ4的發(fā)射極與第二電容組C2的負(fù)極4連接。
[0071]故障隔離組合電路7的第三引出端子13與第二電容組C2的正極3連接，故障隔離組合電路7的第四引出端子14與第二電容組C2的負(fù)極4連接，故障隔離組合電路7的第五引出端子16與第二全控型器件連接點(diǎn)6連接。故障隔離組合電路7的第七端子17作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路7的第八端子18作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
[0072]所述的故障隔離組合電路7由第六全控型半導(dǎo)體器件Τ6、第二二極管模塊D2組成。故障隔離組合電路7的第六端子16與故障隔離組合電路7的第八端子18連接，故障隔離組合電路7的第七端子17與第六全控型半導(dǎo)體器件Τ6的發(fā)射極20連接。故障隔離組合電路7的第一端子11、第二端子12、第五端子15空置。
[0073]實(shí)施例6
[0074]圖7為本發(fā)明的具體實(shí)施例6。如圖7所示，實(shí)施例6的換流器橋臂由m個(gè)所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元ISM1，ISM2...1SMm與η個(gè)半橋型子單元SM1，SM2-SMn級(jí)聯(lián)組成。第一直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元ISMl的第一引出端子作為橋臂的第一引出端子，第一直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元ISMl的第二引出端子與第二直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元ISM2的第一引出端子連接，以此類推，第m直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元ISMm的第二引出端子與第一半橋型子單元SMl的第一引出端子連接，第一半橋型子單元SMl的第二引出端子與第二半橋型子單元SM2的第一引出端子連接，其余半橋型子單元連接方式以此類推，第η半橋型子單元SMn的第二引出端子與電感L的一端連接，電感L的另一端作為橋臂的第二引出端子。其中m為大于等于I的整數(shù)，η為大于等于O的整數(shù)。
[0075]實(shí)施例7
[0076]圖8為本發(fā)明的實(shí)施例7，圖8中的第二二極管模塊由一個(gè)二極管31與一個(gè)電容32串聯(lián)組成。
[0077]實(shí)施例8
[0078]圖9為本發(fā)明的實(shí)施例8，圖9中的第二二極管模塊由一個(gè)二極管31與一個(gè)電容32和一個(gè)電阻33串聯(lián)組成。
[0079]實(shí)施例9[0080]圖10為本發(fā)明的實(shí)施例9，圖10中的第二二極管模塊由一個(gè)二極管31與一個(gè)電阻33串聯(lián)組成。
[0081]實(shí)施例10
[0082]圖11為本發(fā)明的實(shí)施例10，圖10中的第二二極管模塊由一個(gè)二極管31與一個(gè)電容32與一個(gè)電阻33與一個(gè)電感串聯(lián)組成。
【權(quán)利要求】
1.一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元由第一電容組(Cl)、第二電容組(C2)、四個(gè)全控型半導(dǎo)體器件(Tl、T2、T3、T4)，以及故障隔離組合電路(7)組成；第一電容組(Cl)的正極(I)與第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)的集電極連接,作為第一全控型器件連接點(diǎn)(5);第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)的發(fā)射極與第一電容組(Cl)的負(fù)極(2)連接；第二電容組(C2)的正極(3)與第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)(6);第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)的發(fā)射極與第二電容組(C2)的負(fù)極(4)連接； 所述故障隔離組合電路(7)的第一引出端子(11)與第一電容組(Cl)的正極⑴連接，故障隔離組合電路⑵的第二引出端子(12)與第一電容組(Cl)的負(fù)極⑵連接，故障隔離組合電路⑵的第三引出端子(13)與第二電容組(C2)的正極(3)連接，故障隔離組合電路⑵的第四引出端子(14)與第二電容組(C2)的負(fù)極(4)連接，故障隔離組合電路(7)的第五引出端子(15)與第一全控型器件連接點(diǎn)(5)連接，故障隔離組合電路(7)的第五引出端子(16)與第二全控型器件連接點(diǎn)(6)連接；故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路(7)的第八端子(18)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子。
2.按照權(quán)利要求1所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)洌涮卣髟谟?所述的故障隔離組合電路(7)由第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)、第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)、第一二極管模塊(Dl)，以及第二二極管模塊(D2)組成；第一二極管模塊(Dl)的陰極與故障隔離組合電路( )的第一端子(11)連接，第一二極管模塊(Dl)的陽極與第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的集電極(19)連接，第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的發(fā)射極與故障隔離組合電路(7)的第二端子(12)連接，第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的集電極與故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)連接，第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的發(fā)射極(20)與第二二極管模塊(D2)的陰極連接，第二二極管模塊(D2)的陽極與故障隔離組合電路(7)的第四端子(14)連接；第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的發(fā)射極(20)與第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的集電極(19)連接；故障隔離組合電路(7)的第五端子(15)與故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)連接，故障隔離組合電路(7)的第六端子(16)與第八端子(18)連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的故障隔離組合電路(7)由第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)和第一二極管模塊(Dl)組成；第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的發(fā)射極與故障隔離組合電路(7)的第五端子(15)連接，第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的集電極與故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)連接；第一二極管模塊(Dl)的陰極與故障隔離組合電路(7)的第一端子(11)連接，第一二極管模塊(Dl)的陽極與故障隔離組合電路(7)的第四端子(14)連接；故障隔離組合電路(7)的第一端子(11)與故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)連接，故障隔離組合電路(7)的第六端子(16)與第八端子(18)連接；故障隔離組合電路(7)的第二端子(12)空置。
4.按照權(quán)利要求1所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的故障隔離組合電路(7)由第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)、第二二極管模塊(D2)組成；第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的發(fā)射極與故障隔離組合電路(7)的第二端子(12)連接，第五全控型半導(dǎo)體器件(T6)的集電極與故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)連接；第二二極管模塊(D2)的陰極與故障隔離組合電路(7)的第一端子(11)連接，第二二極管模塊(D2)的陽極與故障隔離組合電路(7)的第四端子(14)連接；故障隔離組合電路(7)的第五端子(15)與故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)連接，故障隔離組合電路(7)的第四端子(14)與第八端子(18)連接；故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)空置。
5.一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)洌涮卣髟谟?所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元由第一電容組(Cl)、第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)、第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)與故障隔離電路(7)組成；第一電容組(Cl)的正極(I)與第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)的集電極連接；第一全控型半導(dǎo)體器件(Tl)的發(fā)射極與第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)的集電極連接，作為第一全控型器件連接點(diǎn)(5);第二全控型半導(dǎo)體器件(T2)的發(fā)射極與第一電容組(Cl)的負(fù)極(2)連接； 所述故障隔離組合電路(7)的第一引出端子(11)與第一電容組(Cl)的正極⑴連接，故障隔離組合電路⑵的第二引出端子(12)與第一電容組(Cl)的負(fù)極⑵連接，故障隔離組合電路(7)的第五引出端子(15)與第一全控型器件連接點(diǎn)(5)連接，故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路(7)的第八端子(18)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子； 所述故障隔離組合電路(7)由第一二極管模塊(Dl)與第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)組成；第一二極管模塊(Dl)的陰極與故障隔離組合電路(7)的第一端子(11)連接，第一二極管模塊(Dl)的陽極與第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的集電極(19)連接，第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的發(fā)射極與故障 隔離組合電路(7)的第二端子(12)連接； 所述故障隔離組合電路(7)的第五端子(15)與故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)連接，故障隔離組合電路(7)的第八端子(18)與第五全控型半導(dǎo)體器件(T5)的集電極(19)連接；故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)、第四端子(14)、第六端子(16)空置。
6.一種直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元由第二電容組(C2)、第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)、第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)和故障隔離電路(7)組成；第二電容組(C2)的正極(3)與第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)的集電極連接；第三全控型半導(dǎo)體器件(T3)的發(fā)射極與第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)的集電極連接，作為第二全控型器件連接點(diǎn)(6);第四全控型半導(dǎo)體器件(T4)的發(fā)射極與第二電容組(C2)的負(fù)極(4)連接； 故障隔離組合電路⑵的第三引出端子(13)與第二電容組(C2)的正極(3)連接，故障隔離組合電路⑵的第四引出端子(14)與第二電容組(C2)的負(fù)極(4)連接，故障隔離組合電路(7)的第五引出端子(16)與第二全控型器件連接點(diǎn)(6)連接；故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第一引出端子，故障隔離組合電路(7)的第八端子(18)作為直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元的第二引出端子； 故障隔離電路(7)由第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)、第二二極管模塊(D2)組成；第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的集電極與故障隔離組合電路(7)的第三端子(13)連接，第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的發(fā)射極(20)與第二二極管模塊(D2)的陰極連接，第二二極管模塊(D2)的陽極與故障隔離組合電路(7)的第四端子(14)連接； 所述故障隔離組合電路(7)的第六端子(16)與故障隔離組合電路(7)的第八端子(18)連接，故障隔離組合電路(7)的第七端子(17)與第六全控型半導(dǎo)體器件(T6)的發(fā)射極(20)連接；故障隔離組合電路(7)的第一端子(11)、第二端子(12)、第五端子(15)空置。
7.按照權(quán)利要求2所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的故障隔離組合電路(7)中的第一二極管模塊(Dl)和第二二極管模塊(D2)由a個(gè)二極管與b個(gè)電阻，以及c個(gè)電容，以及d個(gè)電感一起串聯(lián)組成，a為大于等于I的整數(shù)，b、c、d均為大于等于O的整數(shù)。
8.按照權(quán)利要求3或5所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?所述的故障隔離組合電路(7)中的第一二極管模塊(Dl)由a個(gè)二極管與b個(gè)電阻，以及c個(gè)電容，以及d個(gè)電感一起串聯(lián)組成，a為大于等于I的整數(shù)，b、C、d均為大于等于O的整數(shù)。
9.按照權(quán)利要求4或6所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)洌涮卣髟谟?所述的故障隔離組合電路(X)中的第二二極管模塊(D2)由a個(gè)二極管與b個(gè)電阻，以及c個(gè)電容，以及d個(gè)電感一起串聯(lián)組成，a為大于等于I的整數(shù)，b、C、d均為大于等于O的整數(shù)。
10.按照權(quán)利要 求1或5或6所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元拓?fù)?，其特征在?柔性直流輸電換流站橋臂由m個(gè)所述的直流故障隔離型柔性直流輸電換流站子單元和η個(gè)半橋型子單元級(jí)聯(lián)組成，m為大于等于I的整數(shù)，η為大于等于O的整數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02M3/137GK104037733SQ201410243027
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】朱晉, 韋統(tǒng)振, 霍群海, 韓立博, 張桐碩, 吳理心 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所