[发明专利]一种桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器，属于电力变换技术领域。

背景技术

自从模块化多电平换流器的拓扑结构被提出以来，获得了人们的广泛关注，其采用模块化设计，工程技术难度低，电压等级很容易扩展，采用多电平技术，其交流侧电压畸变小，从而可以省去交流滤波器，因此，模块化多电平换流器在柔性直流输电中获得了广泛的应用。当模块化多电平换流器接入电网时，其桥臂电抗器有三个作用：1.对于直流侧来说，上下桥臂的电抗器串联连接，当直流侧发生故障时，用以限制故障电流的上升率；2.对于交流侧来说，上下桥臂的电抗器并联连接，接入模块化多电平换流器与电网之间，作为连接电抗器；3.限制相单元之间的环流电流。

但是当模块化多电平换流器为无源系统供电时，其交流侧等效电抗相当于电源的内电抗，在运行过程中，会消耗较大的无功功率，因此，如果能够减小交流侧的等效电抗，那么在为相同功率的负载供电时，其模块化多电平换流器的容量就会有所降低。但是同时要保证直流侧的等效电抗基本维持不变。

发明内容

本发明的目的是提出一种桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器，在已有技术的基础上，使上桥臂电抗器与下桥臂，对于交流侧来说，互感会使上桥臂电感与下桥臂电感相互抵消，从而使交流侧的等效电感减小；对于直流侧来说，互感会使上桥臂电感与下桥臂电感相互增强，从而使直流侧的等效电感增大。

本发明提出的桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器，包括第一换流臂、第二换流臂、第三换流臂、第四换流臂、第五换流臂、第六换流臂、第一电感、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感和第六电感；所述的第一换流臂、第三换流臂和第五换流臂的正极端连接到一起，作为桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器的直流正极端；第二换流臂、第四换流臂和第六换流臂的负极端连接到一起，作为桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器的直流负极端；第一换流臂的负极端与第一电感L₁的上端相连，第三换流臂的负极端与第三电感L3的上端相连，第五换流臂的负极端与第五电感L5的上端相连，第二换流臂的正极端与第二电感L2的下端相连，第四换流臂的正极端与第四电感L4的下端相连，第六换流臂的正极端与第六电感L6的下端相连；第一电感L1的下端与第二电感L2的上端相连，作为桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器的交流侧A端，第三电感L3的下端与第四电感L4的上端相连，作为桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器的交流侧B端，第五电感L5的下端与第六电感L6的上端相连，作为桥臂电抗带互感的模块化多电平换流器的交流侧C端；第一电感L1与第二电感L2之间有互感，互感大小为M，第一电感L1的上端和第二电感L2的上端为同名端，第三电感L3与第四电感L4之间有互感，互感大小为M，第三电感L3的上端和第四电感L4的上端为同名端，第五电感L5与第六电感L6之间有互感，互感大小为M，第五电感L5的上端和第六电感L6的上端为同名端。

上述模块化多电平换流器中，所述的第一换流臂、第二换流臂、第三换流臂、第四换流臂、第五换流臂和第六换流臂，分别由多个功率模块相互串联而成，相互串联的多个功率模块形成换流臂的一个正极端和一个负极端。

上述第一换流臂、第二换流臂、第三换流臂、第四换流臂、第五换流臂和第六换流臂中的功率模块为半桥型功率模块，包括第一直流电容C1、第一半导体开关T1、第二半导体开关T2、第一续流二极管D1和第二续流二极管D2；所述的第一半导体开关T1的集电极、第一续流二极管D1的负极和第一直流电容C1的正极相互连接；所述的第以半导体开关T1的发射极、第一续流二极管D1的正极、第二半导体开关T2的集电极和第二续流二极管D2的负极相互连接，作为半桥型功率模块的正极端；所述的第二半导体开关T2的发射极、第二续流二极管D2的正极和第一直流电容C1的负极相连，作为半桥型功率模块的负极端。