[发明专利]一种基于三电平电压源换流器的HVDC兼UPFC系统

权利要求书

1.一种基于三电平电压源换流器的HVDC兼UPFC系统，包括换流装置(1、2、11)、接地电路(3、12)、开关(4)和直流输电线(13)；所述换流装置(1)包括变压器(7)和换流器(6)；其特征在于，

所述变压器(7)原边并联接入电网且接地，所述变压器(7)副边与所述换流器(6)串联；所述换流器(6)两端并联接地电路(3)后，分成至少两条支路，支路一为接地电路(3)两端连接所述换流装置(2)后与所述电网连接，构成一组统一潮流控制器UPFC；支路二为接地电路(3)两端通过所述直流输电线(13)与所述换流装置(11)连接后与电网连接，构成一组柔性直流输电HVDC；所述直流输电线(13)与所述换流装置(11)之间并联接地电容(12)；所述开关(4)与所述换流装置(2)并联。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换流装置(1)包括启动电路(5)；所述启动电路(5)串联在所述变压器(7)副边和所述换流器(6)之间。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换流装置(11)包括换流器(15)；所述换流器(15)串联在电网和所述接地电路(12)之间。

4.如权利要求3任一所述的系统，其特征在于，所述换流装置(11)包括启动电路(14)，串联在所述电网和所述换流器(15)之间。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述换流装置(11)包括变压器(16)，设置在所述启动电路(14)和所述电网之间，用于系统电压与换流器(15)电压的匹配；所述变压器(16)原边与所述电网并联且接地，其副边与所述启动电路(14)连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换流装置(2)包括变压器(10)和换流器(9)；所述变压器(10)原边串联串联在所述电网和负载之间，所述变压器(10)副边与所述换流器(6)串联。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述换流装置(2)包括启动电路(8)，所述启动电路(8)串联在所述变压器(10)和所述换流器(9)之间。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接地电路(3、12)为接地电容，用于防止电位悬浮，固定系统电位；所述接地电容的中性点接地。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接地电路(3、12)为接地电阻，用于防止电位悬浮，固定系统电位；所述接地电阻的中性点接地。

10.如权利要求1-7任一所述的系统，其特征在于，所述换流器(6、9、15)包括三相换流装置、滤波电感、钳位二极管、支撑电容；每相换流装置由上桥臂和下桥臂串联而成；所述每相换流装置中点处经过交流滤波电感与启动电路串联；所述三相换流装置并联，形成正负母线；

所述钳位二极管包括上桥臂钳位二极管和下桥臂钳位二极管；所述每相换流装置中，所述上桥臂中点与上桥臂钳位二极管阴极连接，下桥臂中点与下桥臂钳位二极管阳极连接，上桥臂钳位二极管阳极与下桥臂钳位二极管阴极串联；

两个所述支撑电容串联后，并联在正负母线之间，串联的两个电容的中点与每相串联的钳位二极管的中点相连。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述上桥臂和所述下桥臂均包括至少两个级联的IGBT模块；所述IGBT模块包括反并联的IGBT和二极管。

12.如权利要求1-7所述的系统，其特征在于，所述换流器(6、9、15)均采用三电平拓扑结构。

13.如权利要求2、4、5、7或10任一所述的系统，其特征在于，所述启动电路(5、8、14)包括并联的电阻和开关。

14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性直流输电HVDC采用两端形式或多端形式；所述统一潮流控制器UPFC采用两端或多端形式；所述HVDC兼UPFC系统中，HVDC的正负母线与UPFC的正负母线相连。