[发明专利]一种基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置，其特征在于，所述装置包括主电路以及与其两端并联的强迫换流电路；所述主电路包括晶闸管单元I、晶闸管单元II和电容器C；所述晶闸管单元I和晶闸管单元II均由晶闸管和与其反并联的二极管组成。

2.如权利要求1所述的基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置，其特征在于，所述晶闸管单元I与晶闸管单元II并联；电容器C连接在晶闸管单元I与晶闸管单元II之间。

3.如权利要求2所述的基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置，其特征在于，所述晶闸管单元I包括晶闸管T1和与其反并联的二极管D1；所述晶闸管T1的阴极、二极管D1的阳极连接、二极管D1的阴极和晶闸管T1的阳极依次连接组成闭合回路I；所述晶闸管单元II包括晶闸管T2和与其反并联的二极管D2；所述晶闸管T2的阴极、二极管D2的阳极连接、二极管D2的阴极和晶闸管T2的阳极依次连接组成闭合回路II。

4.如权利要求1所述的基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置，其特征在于，所述强迫换流电路的个数为2；其中一个强迫换流电路包括晶闸管T3和T5、电感L1和电容C1；所述电感L1和电容C1串联组成L1-C1支路；所述晶闸管T5与L1-C1支路并联；晶闸管T3连接在L1-C1支路和晶闸管单元I之间；

另一个强迫换流电路包括晶闸管T4和T6、电感L2和电容C2；所述电感L2和电容C2串联组成L2-C2支路；所述晶闸管T6与L2-C2支路并联；晶闸管T4连接在L2-C2支路和晶闸管单元II之间。

5.一种基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

（1）分别对两个强迫换流电路中的电容C1和电容C2进行预充电；

（2）所述子模块工作并输出电压。

6.如权利要求5基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置的控制方法，其特征在于，所述步骤（1）中，分别对两个强迫换流电路中的电容C1和电容C2进行预充电包括下述步骤：

①触发晶闸管T3与T2，所电容器C给电容C1充电，直到电容C1两端的电压U_C1大于或等于电容器C的电压值，所述晶闸管T3与T2关断；

②触发晶闸管T5，电容C1沿着电感L1-晶闸管T5形成振荡回路，使得电容C1上的电压反向，当振荡电流为零时，电容C1电压为-U_C1，所述晶闸管T5关断；

③触发晶闸管T4与T1，利用电容器C给电容C2充电，直到电容C2两端的电压U_C2大于或等于电容器C的电压值，晶闸管T1与T4关断；

④触发晶闸管T6，电容C2沿着晶闸管T6-电感L2形成振荡回路，使得电容C2上的电压反向，当振荡电流为零时，电容C2电压为-U_C2，所述晶闸管T6关断。

7.如权利要求5基于晶闸管器件的MMC换流阀子模块装置的控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述子模块工作并输出电压包括下述步骤：

一、当所述电流I为正时，触发晶闸管T1，晶闸管T2关断，晶闸管T1流过电流为电流I，输出电压为零；

二、开通晶闸管T3，电容C1沿二极管D1-晶闸管T3-电感L1形成振荡回路，使得流过晶闸管T1上的电流为零，晶闸管T1关断，当振荡电流过零时，晶闸管T3关断，由于振荡过程中电流I补充振荡回路损耗，电容C1电压为+U_C1，电流I转移到电容器C-二极管D2回路，输出电压为电容器C的电压Uc；

触发晶闸管T5，电容C1沿电感L1-晶闸管T5回路振荡，使得电容C1的电压反向，当振荡电流为零时，电容C1上电压为-U_C1，为下一次晶闸管T1的强迫换流准备；

三、当所述、电流I为负时，触发晶闸管T2，晶闸管T1关断，晶闸管T2上流过的电流为I，输出电压为电容器C上电压U_C；

四、开通晶闸管T4，电容C2沿电感L2-晶闸管T4-二极管D2形成振荡回路，使得流过晶闸管T2上的电流为零，晶闸管T2关断，当振荡电流过零后，晶闸管T4关断，由于振荡过程中电流I补充振荡回路损耗，电容C2电压为+U_C2，电流I转移到二极管D1回路，输出电压为零；

触发晶闸管T6，电容C2沿晶闸管T6-电感L2回路振荡，使得电容C2的电压反向，当振荡电流为零时，电容C2上电压为-U_C2，为下一次晶闸管T2的强迫换流准备。