[发明专利]一种模块化多电平换流器及直流故障清除方法

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器，其特征在于，所述换流器包括：

三相半桥型模块化多电平换流器MMC、相单元、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电感、第四电感、第一隔离开关以及第二隔离开关；所述MMC包括6个第一桥臂，每个所述第一桥臂包括N个子模块，N≥2；所述相单元包含上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂均包括N个子模块；

所述相单元与所述MMC的输出端连接，所述第一电感的一端与所述相单元上桥臂的输出端连接，所述第二电感的一端与所述相单元下桥臂的输出端连接，所述相单元上桥臂的输出端为上桥臂子模块的中间节点，所述相单元下桥臂的输出端为下桥臂子模块的中间节点，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端以及所述第三电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端以及所述第四电感的一端连接，所述第一电容的另一端和所述第二电容的另一端连接，并连接于相单元上桥臂和下桥臂之间的中间节点，所述第三电感的另一端与所述第一隔离开关连接，所述第四电感的另一端与所述第二隔离开关连接。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述子模块包括：第一IGBT、第二IGBT、第一二极管、第二二极管以及第三电容；

所述第一IGBT的集电极与所述第一二极管的阴极和所述第三电容的一端连接，所述第一IGBT的发射极与所述第一二极管的阳极连接；

所述第二IGBT的集电极与所述第一IGBT的发射极以及所述第二二极管的阴极连接，所述第二IGBT的发射极与所述第二二极管的阳极以及所述第三电容的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述相单元中的器件参数与所述MMC中的器件参数相同。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器，其特征在于，所述上桥臂和所述下桥臂的工作状态镜像对称。

5.一种直流故障清除方法，其特征在于，所述直流故障清除方法基于权利要求1所述的模块化多电平换流器；所述方法包括：

检测直流线路侧直流电流或电压，得到第一直流电流或电压；

基于所述第一直流电流或电压判断直流侧是否发生短路，得到第一判断结果；

若第一判断结果表示发生短路故障时，封锁相单元中的上桥臂的前M个子模块和下桥臂的后M个子模块的触发脉冲；其中，M＝1/2N，N表示一个桥臂中子模块的总个数；所述相单元中的器件参数与三相半桥型模块化多电平换流器MMC中的器件参数相同；

判断直流残压是否超出设定阈值，若超出设定阈值，则控制相单元工作在反向Boost状态；

等待固定时间间隔，直到短路电弧完全熄灭；

继续检测直流侧电流或电压，得到第二直流电流或电压；

基于所述第二直流电流或电压判断直流侧是否发生短路，得到第二判断结果；

若第二判断结果表示仍然存在短路故障时，封锁上桥臂前M个子模块和下桥臂后M个子模块的触发脉冲，并判定短路故障为永久性故障；

待短路电流降为0时，断开直流侧隔离开关。

6.根据权利要求5所述的一种直流故障清除方法，其特征在于，通过电流或电压传感器持续检测直流线路侧直流电流或电压。