[实用新型]电压源变流器

说明书

本公开涉及一种电压源变流器(10)。该电压源变流器(10)包括在两个DC端子(DC1，DC2)之间串联连接的变流器模块(12，14，16)，其中每个变流器模块包括两个AC端子(ACA1，ACA2)，第一阀部分(VS1)包括导流器开关的第一组串(ST1)，在作为第一与第二导流器开关(S1A，S2A)之间以及第三与第四导流器开关(S3A，S4A)之间的连接点的第一与第二连接点之间串联连接的子模块的第一和第二链式链路(CL1，CL2)，包括导流器开关的第二并联组串(ST2)的第二阀部分(VS2)，以及互连分支(BR)，其具有连接到第一阀部分的第一端以及连接到第二阀部分的第二端，其中第一AC端子(ACA1)由第一阀部分提供，并且第二AC端子(ACA2)由第二阀部分提供。

技术领域

本实用新型总体涉及电压源变流器。更具体地，本实用新型涉及一种在两个直流(DC)端子之间连接的电压源变流器，并且其包括在DC端子之间串联连接的多个变流器模块。

背景技术

最近已经开发了基于导流器阀的电压源变流器(VSC)，其中在两个直流(DC)极之间存在串联连接的导流器阀的组串以及与该阀组串并联连接的多电平子模块的组串。在这种结构中，导流器阀用于定向，多电平子模块用于波形成形。

EP 2999105公开了一种具有三个并联的相脚的模块化多电平变流器(MMC)，其中导流器开关被实现为反并联晶闸管。

US 2014/0092661公开了一种功率变流器，其包括具有第一组串的脚，其中第一组串包括多个可控半导体开关、第一连接节点和第二连接节点，并且其中第一组串跨第一母线和第二母线而可操作地耦合。此外，该至少一个脚包括经由第一连接节点和第二连接节点可操作地耦合到第一组串的第二组串，其中第二组串包括多个开关单元。

WO 2016/101985公开了一种模块化多电平变流器，其中多个串联连接的变流器模块彼此堆叠，并且因此这种类型的变流器也被称为串联MMC(SMMC)。

基于VSC的特高压、高功率HVDC(UHVDC)传输系统与传统的基于电流源变流器(CSC)的系统相比具有若干优点，诸如在不增加换流损耗情况下的黑启动能力和AC故障处理。传统的变流器拓扑 (例如MMC)需要大型电容器，这在UHVDC应用中需要特别注意。与MMC相比，带有晶闸管的MMC的混合电路拓扑，诸如桥臂交替导通变流器(诸如EP 2999105中的拓扑)及其混合结构(诸如US 2014/0092661中所示的结构)已经将电容降低了30％至50％。然而，输电能力被限制在与MMC相同的水平。诸如WO 2016/101985中的串联MMC(SMMC)可以提供损耗减少、电容性能量减少和增加的输电能力。

传统的MMC和混合拓扑具有如下几个缺点：

传统的MMC需要大型电容器，这在每个子模块的额定功率为几个MW的UHVDC应用中需要特别注意。

尽管混合拓扑可以减少电容性能量需求，但是混合拓扑应当处理固有的DC/AC耦合，这导致附加的滤波器要求。

与SMMC相比，在相同的DC环节电压下两种拓扑都需要更多的硅(Si)面积。这意味着这些基于并联变流器的拓扑不适用于UHVDC 系统。

因此需要一种改进的串联MMC变流器结构，特别是允许在不增加Si面积的情况下增加DC环节电压的结构。

实用新型内容

本实用新型旨在获得一种改进的串联模块化多电平变流器，其中克服了上述问题中的至少一些问题。

根据本实用新型的第一方面，该目的通过在两个直流DC端子之间连接的电压源变流器而实现，该电压源变流器包括：

多个变流器模块，每个变流器模块用于待生成的交流AC波形的每个相，该变流器模块在DC端子之间串联连接并且包括：

两个AC端子，