[发明专利]抑制高压直流换相失败的串联双向二极管桥换流器

说明书

本发明应用于直流输电领域，公开了一种抑制高压直流换相失败的串联双向二极管桥换流器，包括：换流变压器、串联二极管桥辅助电路及多个桥臂；串联二极管桥辅助电路，电性连接于换流变压器；串联二极管桥辅助电路电性连接于每一桥臂的交流端；串联二极管桥辅助电路为具有双向耐压和双向通流能力的拓扑结构，在即将发生换相失败的时刻，通过直接增大换相电压，获得更大的换相面积，以提高串联双向二极管桥换流器的抵御换相失败能力。本发明的串联双向二极管桥换流器利用具有双向耐压和双向通流能力的二极管桥辅助电路，提高混合换流器的抵御换相失败能力。

技术领域

本发明属于直流输电领域，尤其涉及一种抑制高压直流换相失败的串 联双向二极管桥换流器。

背景技术

高压直流输电技术(HVDC，High-Voltage Direct Current)利用稳定的直 流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远 距离直流输电。高压直流输电是将三相交流电通过换流站整流变成直流电， 然后通过直流输电线路送往另一个换流站逆变成三相交流电的输电方式。 它基本上由两个换流站和直流输电线组成，两个换流站与两端的交流系统 相连接。高压直流输电系统的设备包括：换流器、换流变压器、平波电抗 器、交流滤波器、直流避雷器及控制保护设备等。换流器是高压直流输电 的核心设备，是影响HVDC系统性能、运行方式、设备成本以及运行损耗等 的关键因素。换流器实现直流电交流电相互转换，当其工作在整流(或逆变) 状态时，又称为整流器(或逆变器)。一般由两个或多个换流桥组成换流系统， 实现交流变直流、流变交流的功能。

高压直流输电技术由于其输送容量大、损耗低、可靠性高等优势，目 前被广泛应用。而换相失败是直流输电系统发生概率较高的故障之一。在 换流器中，退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内未能恢复阻断能力， 或者在反向电压期间换相过程未进行完毕，则在阀电压变成正向时，被换 相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这种情况称为换相失败。将 会导致换流阀闭锁，中断直流系统的输电通道，严重的情况下可能会导致 电网崩溃。

传统高压直流输电换流器采用晶闸管组成三相桥式整流作为基本单 元，每个桥臂均由晶闸管阀串组成，由于晶闸管阀串无法主动控制电流关 断，换流器具有较大的换流电流和无功支撑，存在换相失败的风险，可靠 性有待提高。

因此，急需开发一种克服上述缺陷的抑制高压直流换相失败的串联双 向二极管桥换流器。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种抑制高压直流换相失败的串联双向二 极管桥换流器，其中，包括：

换流变压器；

串联二极管桥辅助电路，电性连接于所述换流变压器；

多个桥臂，所述串联二极管桥辅助电路电性连接于每一所述桥臂的交 流端；

其中，所述串联二极管桥辅助电路为具有双向耐压和双向通流能力的 拓扑结构，在即将发生换相失败的时刻，通过直接增大换相电压，获得更 大的换相面积，以提高串联双向二极管桥换流器的抵御换相失败能力。

上述的串联双向二极管桥换流器，其中，所述串联二极管桥辅助电路 包括对应于多个所述桥臂的多个耐压单元，每一所述耐压单元对应地电性 连接于每一所述桥臂的交流端。

上述的串联双向二极管桥换流器，其中，每一所述耐压单元包括电性 连接的至少一耐压模块，每一所述耐压模块包括至少一逆阻型电力电子器 件，至少一所述逆阻型电力电子器件串联连接后的一端电性连接于所述换 流变压器，至少一所述逆阻型电力电子器件串联连接后的另一端电性连接 于所述桥臂。

上述的串联双向二极管桥换流器，其中，每一所述耐压模块还包括至 少一双向二极管桥结构，每一所述逆阻型电力电子器件应地电性连接于每 一所述双向二极管桥结构。