[发明专利]一种级联换流阀、直流输电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种级联换流阀，其特征在于，包括在直流侧串联的高压阀组和低压阀组，高压阀组为第一换流器，低压阀组包括两个并联的第二换流器和第三换流器，第一换流器的交流侧与第三换流器的交流侧通过变压器并联构成级联换流阀的第一交流端，第二换流器的交流侧构成级联换流阀的第二交流端。

2.如权利要求1所述的级联换流阀，其特征在于，第三换流器交流侧直接作为级联换流阀第三交流端，第三交流端用于同第三交流系统连接。

3.如权利要求1或2所述的级联换流阀，其特征在于，级联换流阀中换流器可采用电网换相换流器、半桥模块化多电平换流器或混合型模块化多电平换流器。

4.如权利要求1至3任一项所述的级联换流阀，其特征在于，高压阀组并联有高压晶闸管，高压晶闸管用于旁路高压阀组，低压阀组两个支路上串联有低压晶闸管，低压晶闸管用于旁路低压阀组中换流器。

5.如权利要求4所述的级联换流阀，其特征在于，通过切换高压晶闸管和低压晶闸管的状态使得级联换流阀工作于交流分层接入模式，背靠背降压异步运行模式或混合高压直流输电模式。

6.一种基于权利要求1所述的级联换流阀的直流输电系统，其特征在于，包括位于送端的第四换流器和位于受端的级联换流阀，第四换流器的直流侧与级联换流阀的直流侧并联。

7.如权利要求6所述的直流输电系统，其特征在于，级联换流阀的直流侧与第四换流器的直流侧可采用不对称正极接线方式，不对称负极接线方式或双极性接线方式连接。

8.一种基于权利要求6所述的直流输电系统的直流故障控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：判断直流输电系统直流侧是否发现故障，若是，则进入步骤2，否则进入步骤3；

步骤2：低压阀组第三换流器中直流控制回路由定直流电压控制切换为定直流电流控制，从而抑制短路过电流；低压阀组第二换流器和高压阀组中第一换流器采用降有功功率控制，实现第一换流器电压极性反向，第二换流器电压极性保持不变，使得直流输电系统直流侧电压为零；

步骤3：送端第四换流器采用定直流电压控制方式，用于以支撑直流系统架空线的高电压等级；级联换流阀中的高压阀组和低压阀组中第二换流器采用定有功功率控制，低压阀组中第三换流器采用定直流电压控制。

9.一种基于权利要求6所述的直流输电系统的交流故障控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：判断直流输电系统中级联换向阀的第二交流端是否发现故障，若是，则进入步骤2，否则，进入步骤3；

步骤2：低压阀组中第二换流器的直流电流控制回路外环的切换为零功率控制，使第二交流系统与第二换流器之间不再传输功率，以避免出现功率不平衡的现象；

步骤3：送端第四换流器采用定直流电压控制方式，用于以支撑直流系统架空线的高电压等级；级联换流阀中的高压阀组和低压阀组中第二换流器采用定有功功率控制，低压阀组中第三换流器采用定直流电压控制。