[实用新型]模块化多电平换流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)由多个结构相同的子模块(Sub-module，SM)级联构成，具有级联性变换器的优点，在高压直流输电领域有着广泛的应用前景。由于MMC的实际应用工程中的电压等级较高，需要投入大量资金，因此，在控制技术不成熟的情况下，需要在实验室针对MMC的控制方法进行大量研究。在MMC的研究中，半桥模式是研究MMC的最简系统，功率模块数量最少，可以节省大量研究成本。但是，传统的MMC仅支持三相全桥拓扑结构，不支持半桥模式，造成MMC的研究成本较高。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种模块化多电平换流器，以解决现有技术中的模块化多电平换流器不支持半桥模式的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种模块化多电平换流器，包括三相供电线路和直流母线，以及连接在三相供电线路与直流母线之间的第一桥臂电路、第二桥臂电路、第三桥臂电路和电容电路；其中，第一桥臂电路、第二桥臂电路、第三桥臂电路分别连接三相供电线路中的一相供电线路；第一桥臂电路、第二桥臂电路、第三桥臂电路均包括两个桥臂支路，两个桥臂支路的第一端均与三相供电线路中对应的一相供电线路连接，两个桥臂支路的第二端及第三端分别与直流母线的正压母线和负压母线连接，桥臂支路的第一端和第二端之间以及第一端与第三端之间均串联有多个功率模块；第一桥臂电路中设置有用于将第一桥臂支路切出模块化多电平换流器的第一开关装置，第二桥臂电路中设置有用于将第二桥臂支路切出模块化多电平换流器的第二开关装置；电容电路与第一桥臂电路或第二桥臂电路并联连接，电容电路中设置有用于将电容支路切出模块化多电平换流器的第三开关装置；电容电路包括两个并联连接的电容支路，两个电容支路的第一端与第一桥臂电路或第二桥臂电路对应的一相供电线路连接，两个电容支路的第二端分别与直流母线的正压母线和负压母线连接。

可选地，当模块化多电平换流器工作在第一工作模式时，第一开关装置与第二开关装置闭合，第三开关装置断开；和/或，当模块化多电平换流器工作在第二工作模式时，第一开关装置与第二开关装置中的一个闭合，第一开关装置和第二开关装置中的另一个与第三开关装置断开；和/或，当模块化多电平换流器工作在第三工作模式时，第一开关装置与第二开关装置断开，第三开关装置闭合。

可选地，每个功率模块包括驱动控制板、电源部、模块直流母线，以及连接在驱动控制板和模块直流母线之间的H桥电路；模块直流母线上设置有第一接线端子和第二接线端子，H桥电路的交流输出端设置有第三接线端子和第四接线端子；其中，第一接线端子和第二接线端子中的一个与第三接线端子和第四接线端子中的一个为功率模块的输出端子；或者，第三接线端子和第四接线端子为功率模块的输出端子。

可选地，H桥电路包括四个与驱动控制板连接的MOSFET元件。

可选地，电源部包括第一供电接口，第一供电接口与模块直流母线连接；和/或，电源部包括第二供电接口，第二供电接口用于连接外接的电源模块。

可选地，第一开关装置设置在第一桥臂电路中两个桥臂支路的第一端与对应的一相供电线路之间；或者，第一开关装置设置在第一桥臂电路的两个桥臂支路的第二端及第三端与直流母线的正压母线和负压母线之间。

可选地，第二开关装置设置在第二桥臂电路中两个桥臂支路的第一端与对应的一相供电线路之间；或者，第二开关装置设置在第二桥臂电路的两个桥臂支路的第二端及第三端与直流母线的正压母线和负压母线之间。

可选地，两个电容支路的第一端通过第三开关装置与第一桥臂电路或第二桥臂电路对应的一相供电线路连接；或者，第三开关装置设置在电容电路的两个电容支路与直流母线的正压母线和负压母线之间。

可选地，模块化多电平换流器还包括控制器，三相供电线路中串联有第四开关装置，第四开关装置的两端并联有充电电阻；控制器与第四开关装置连接，并在功率模块充电达到预设状态时控制第四开关装置闭合。

可选地，三相供电线路中还串联有第五开关装置，控制器控制第五开关装置的导通或闭合；和/或，三相供电线路中还串联有手动开关装置。