一种适用于故障穿越的模块化多电平柔性直流拓扑电路

摘要

本发明提供一种适用于故障穿越的模块化多电平柔性直流拓扑电路，包括模块级联电路、电压转换电路和补偿电路；所述模块级联电路与电压转换电路并联后，与所述补偿电路串联。本发明提供的适用于故障穿越的模块化多电平柔性直流拓扑电路，其可以简单、有效实现交直流故障穿越，适用于高压大容量直流架空线领域的应用。

主权项

一种适用于故障穿越的模块化多电平柔性直流拓扑电路，其特征在于：所述拓扑电路包括模块级联电路、电压转换电路和补偿电路；所述模块级联电路与电压转换电路并联后，与所述补偿电路串联；所述电压转换电路与模块级联电路的直流出口端并联，所述补偿电路位于电压转换电路与模块级联电路组合结构的直流出口正极或者负极；所述模块级联电路由至少两个半桥子模块串联而成；通过控制每个半桥子模块的开关状态，使模块级联电路产生交流电压和直流电压；所述半桥子模块由两个全控型开关器件和电容器组成，两个全控型开关器件串联后与电容器并联；通过控制全控器件的开关，使其输出零和电容电压，从而形成电压阶梯；所述全控型开关器件为IGBT或GTO；通过协调控制模块级联电路中多个半桥子模块开关状态，使得所述模块级联电路产生需要输出的交流正弦波的绝对值；通过所述电压转换电路中成对的IGBT的导通将其引导至交流侧，形成交流正半波波形，当电压至过零点时，关断成对IGBT，导通另外成对的IGBT，将模块输出电压反向引导至交流侧，形成交流负半波，从而完成交流电压的变换；所述电压转换电路由电力电子H桥结构形成，该电力电子H桥结构其包括四个桥臂，每个桥臂分别联结交流端和直流端，且均由若干个全控型开关器件和反并联二极管级联而成；通过控制每个桥臂上IGBT的开通和关断，将模块级联电路输出的交流电压引导至交流侧，形成交流电压正半波，同时通过在交流电压过零点转换自身开关状态，将模块级联电路输出的交流电压反向引导至交流侧，产生交流电压的负半波；所述补偿电路由全桥子模块串联而成，该电路用于正常情况下的谐波补偿，交流系统故障下和直流系统故障下直流电压的补偿；所述全桥子模块由四个全控型开关器件和电容器组成，所述全控型开关器件为IGBT或GTO；所述补偿电路在正常情况下，对直流电压产生的谐波进行补偿，同时当交流系统发生故障时，直流电压的跌落将由其进行补偿，以保证直流电压的恒定，当直流系统发生故障时，该电路将产生负的总直流电压以隔离故障。