[发明专利]一种双极双向直流变换器及其控制方法和控制装置

权利要求书

1.一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述双极双向直流变换器由至少两个阀组串和六个磁性元件构成；每个阀组串均有一个高压直流端口，一个低压直流端口和至少三个交流端口；所有阀组串的高压直流端口的正极并联，构成所述双极双向直流变换器高压侧端口的正极；所有阀组串的高压直流端口的负极并联，构成所述双极双向直流变换器高压侧端口的负极；所有阀组串中，每个交流端口与一个磁性元件连接，单个阀组串内的所有交流端口所连接磁性元件的另一端并联；根据所述阀组串和双向直流变换器低压侧端口的连接关系将阀组串分为Ⅰ型阀组串和Ⅱ型阀组串；所述Ⅰ型阀组串的低压直流端口的正极构成所述双极双向直流变换器低压侧端口的正极，其负端构成所述双极双向直流变换器低压侧端口的中性点；所述Ⅱ型阀组串的低压直流端口的正极构成所述双极双向直流变换器低压侧端口的中性点，其负端构成所述双极双向直流变换器低压侧端口的负极；Ⅰ型阀组串和Ⅱ型阀组串构成的双向直流变换器低压侧端口的中性点为同一点。

2.如权利要求1所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述双极双向直流变换器所有阀组串的高压直流端口的正极分别经隔离开关后并联，连接高压直流母线正端，所有阀组串的高压直流端口的负极分别经隔离开关后并联，连接高压直流母线负端；所述双极双向直流变换器Ⅰ型阀组串的低压直流端口的正极经隔离开关后连接低压直流母线的正端，所述双极双向直流变换器Ⅰ型阀组串的低压直流端口的负极经隔离开关后连接低压直流母线的中性点；所述双极双向直流变换器Ⅱ型阀组串的低压直流端口的正极经隔离开关后连接低压直流母线的中性点，所述双极双向直流变换器Ⅱ型阀组串的低压直流端口的负极经隔离开关后连接低压直流母线的负端。

3.如权利要求1所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述单个阀组串所连接的磁性元件为电抗器，交流端口的每一个出线端连接一个电抗器。

4.如权利要求1所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述单个阀组串所连接的磁性元件为交流电变压器，一个交流端口连接一个交流变压器。

5.如权利要求1所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述双极双向直流变换器的Ⅰ型和Ⅱ型阀组串均包含与交流端口数目相同的电压源型换流器，所有电压源型换流器采用交流-直流变换电路实现，交流-直流变换电路至少包含一个交流端口和一个直流端口。

6.如权利要求5所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

所述双极双向直流变换器的Ⅰ型和Ⅱ型阀组串中，所有电压源型换流器的直流端口依次首尾串联，第一个电压源型换流器的直流端口正极和最后一个电压源型换流器的直流端口负极，构成一个阀组串的高压直流端口；所有电压源型换流器内部至少包含一个交流端口，所有交流端口即为Ⅰ型和Ⅱ型阀组串的交流端口。

7.如权利要求5所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

在所述Ⅰ型和Ⅱ型阀组串的所有电压源型换流器中，选取两个电压源型换流器直流端口的正极引出，作为该阀组串的低压直流端口；其中，电压高的正极作为低压直流端口的正端，电压低的正极作为低压直流端口的负端；对于Ⅰ型阀组串，选取的负端与高压侧直流母线中性点电位相等；对于Ⅱ型阀组串，选取的正端与高压侧直流母线中性点电位相等。

8.如权利要求5所述的一种双极双向直流变换器，其特征在于：

在所述Ⅰ型和Ⅱ型阀组串的所有电压源型换流器中，选取两个电压源型换流器直流端口的负极引出，作为该阀组串的低压直流端口；其中，电压高的负极作为低压直流端口的正端，电压低的负极作为低压直流端口的负端；对于Ⅰ型阀组串，选取的负端与高压侧直流母线中性点电位相等；对于Ⅱ型阀组串，选取的正端与高压侧直流母线中性点电位相等。