[发明专利]高压直流输电用变换器

说明书

本发明涉及高压直流输电用变换器，本发明包括：12脉冲二极管整流器，使两个三相全桥二极管整流器串联，来使从海上侧连接点接收的交流电整流成12脉冲；以及电压源型变换器，与上述12脉冲二极管整流器的下端串联，上述电压源型变换器控制从上述海上侧连接点接收的交流电的电压和上述电压源型变换器的直流母线电压。

技术领域

本发明涉及高压直流输电用变换器，更详细地，涉及用于通过使用由12脉冲二极管整流器和电压源型变换器(VSC：Voltage Source Converter)串联的变换器拓扑，来向陆地上的系统输送从海上侧风力发电厂发电的电力的高压直流输电用变换器。

背景技术

进来，随着保护电力系统的必要性和对环境问题的关注日益增加，高压直流(HVDC，High Voltage Direct Current)输电技术受到了瞩目。上述高压直流输电提供了费用、减少设置面积、易于与新型可再生能源衔接、高稳定性、提高电能质量等多种优点。

上述高压直流输电系统的结构具有两种拓扑，分别为使用晶闸管(Thyristor)的电流源型变换器(CSC-HVDC，Line-commutated Current-Source Converters)和使用门极可关断晶闸管(GTOs，gate turn-off thyristors)或绝缘栅双极晶体管(IGBTs，InsulatedGate Bipolar Transistor)的电压源型变换器(VSV-HVDC，Self-Commutated Voltage-Source Converters)。

图1为示出以往电流源型高压直流输电系统的一相的图表的例示图。

如图1所示，电流源型变换器1由两个使用晶闸管阀的3相6脉冲桥控制整流器2串联而成。

上述电流源型变换器1对直流母线产生12脉冲的电压，为了去除栅极电流的第5次谐波、第7次谐波(即，相当于基频(例如60Hz)的5倍的频率(例如300Hz)和相当于基频的7倍的频率(例如420Hz))，上述电流源型变换器1使用Y/Y/△三绕组变压器3。

上述Y/Y/△三绕组变压器3与系统或海上风力发电厂(未图示)的交流母线4相连接。并且，与上述Y/Y/△三绕组变压器3的前端相联接的交流滤波器5(或交流谐波滤波器)为了去除谐波电流而与上述交流母线4相连接。上述交流滤波器5为用于抑制在电流源型变换器中产生的谐波泄漏，并吸收在电流源型变换器中产生的谐波的单元，上述交流滤波器5由电阻器(Resistor)、电抗器(Reactor)、电容器(Capacitor)构成。

在上述三相6脉冲桥控制整流器2的输出端配置的平滑用电抗器6不仅用于间歇性地保护电流、限制直流故障电流，而且还用于使直流电线(未图示，用于向陆地上的电力系统传送直流电的电线)的电流平滑化。

与上述平滑用电抗器6的后端相联接的直流滤波器7由电容器构成，上述平滑用电抗器6用于在上述三相12脉冲桥控制整流器2的输出电压中对谐波进行滤波。

在上述电流源型高压直流输电中，存在以下缺点，即，为了晶闸管的换相(commutation)而在交流电源侧需要无功功率，并且需要交流电源的电压和频率信息。可通过具有自换相能力的绝缘栅双极晶体管电压源型变换器来克服上述电流源型高压直流输电中的缺点，而且，可通过控制电压源型变换器来生成或消耗无功功率。

并且，在上述电压源型变换器具有如下优点，绝缘栅双极晶体管阀的导通无需外部的电压源，并且，还可减小滤波器大小。

图2为示出利用以往的电压源型变换器的高压直流输电系统的简化的图表的例示图。

如图2所示，电压源型变换器8包括变换器阀9，各个变换器阀9以两电平变换器类型的桥形状相连接。