[发明专利]一种混合换流器功率单元、混合换流器及其控制方法

权利要求书

1.一种混合换流器功率单元，其特征在于，所述功率单元包括主支路和并联支路；

所述主支路和并联支路相互并联，并且电路结构相同；

所述主支路和并联支路均包括串联连接的晶闸管阀和IGBT阀。

2.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于，所述IGBT阀包括多个串联连接的半桥子模块；

各所述半桥子模块的上管包括二极管，下管包括IGBT及其反并联二极管；各所述半桥子模块均并联有可控电阻泄放支路。

3.一种混合换流器，其特征在于，包括三相换流桥臂，各换流桥臂的两端分别连接至高压直流母线的正负极；

各换流桥臂包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂的接点连接交流端子；

各所述上桥臂和下桥臂均包括如权利要求1或2所述的功率单元。

4.一种如权利要求1或2所述的混合换流器功率单元的主动换相控制方法，其特征在于，包括：

在功率单元内部，控制电流由主支路向并联支路转移；

控制电流由本桥臂向换相桥臂转移；

在功率单元内部，控制电流通过可控电阻泄放支路泄放。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在功率单元内部，控制电流由主支路向并联支路转移，包括：

所述主支路中晶闸管阀和IGBT阀的触发导通信号同步；

所述主支路中IGBT阀的关断信号以换相桥臂主支路晶闸管阀的触发导通信号为基准，并延时第一预设时间T1有效。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一预设时间T1使得稳态运行时本桥臂主支路电流已下降至本桥臂并联支路稳态电流应力要求的范围之内。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制电流由本桥臂向换相桥臂转移，包括连续触发控制模式和故障触发控制模式；其中，

所述连续触发控制模式包括，

本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀的触发导通信号与换相桥臂主支路晶闸管阀的触发导通信号同步；

本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀的关断信号以换相桥臂主支路晶闸管阀的触发导通信号为基准，并延时第二预设时间T2有效；

所述故障触发控制模式包括，

将本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀触发信号初始化为关断状态；

接收换相失败预测/检测信号，

当所述换相失败预测/检测信号显示预测/检测到换相失败时，本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀触发导通信号与换相桥臂主支路晶闸管阀触发导通信号同步，本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀关断信号以换相桥臂主支路晶闸管阀触发导通信号为基准，并延时第二预设时间T2有效；

当所述换相失败预测/检测信号显示未预测/检测到换相失败时，本桥臂并联支路晶闸管阀和IGBT阀触发信号保持关断状态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过控制模式选择信号选择进入连续触发控制模式或者故障触发控制模式。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二预设时间T2大于混合换流器稳定运行时的桥臂换相时间。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在功率单元内部，控制电流通过可控电阻泄放支路泄放，包括：

将所述可控电阻泄放支路初始化为关断状态；

检测所述可控电阻泄放支路所在的半桥子模块的电容电压U_c；

当U_c＞U₁时，触发导通所述可控电阻泄放支路；

当U_cU₂时，关断所述可控电阻泄放支路；

当U₂≤U_c≤U₁时，所述可控电阻泄放支路触发脉冲保持上一周期状态不变；

其中，U₁为第一预设电压，U₂为第二预设电压，且U₁＞U₂。