[实用新型]基于柔性直流输电多电平换流器的直流侧充电控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器的直流侧充电控制装置。 

背景技术

模块化多电平换流器以全控型可关断器件构成的电压源换流器为基础，具有传统直流输电不可比拟的优越性，已成为国内外柔性直流输电领域研究的热点，也是未来直流输电的一个重要发展方向。模块化多电平换流器的启动是系统正常运行的前提和基础，该环节若控制不当将产生严重的过压和过流，甚至导致系统振荡，影响交流系统正常运行，危及设备和人身安全。 

目前模块化多电平换流器子模块电容预充电有自励和他励2种方式：自励是指由与换流器相连交流系统向子模块电容充电；他励是由辅助电源提供充电功率。前者要求模块化多电平换流器交流侧必须为正常运行的有源电网，而后者需要额外的装置，增加成本和工作量。 

为提高模块化多电平柔性直流输电系统运行的安全性和稳定性，降低生产成本，需要一种既能完成换流站充电，又不需要增加工作量的换流站充电方法。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于柔性直流输电多电平换流器的直流侧充电控制装置，不需增加额外投资便能实现模块化多电平换流站的直流侧充电，且模块化多电平换流器交流侧既可以是待启动的有源网络，也可以是无源网络。 

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现： 

基于柔性直流输电多电平换流器的直流侧充电控制装置，所述的模块化多电平换流器为柔性直流输电系统中的换流站，通过直流线路与其它换流站互联；其特征在于，所述模块化多电平换流器直流侧包括一组或两组隔离开关，交流侧为无源网络或待启动的有源网络，交流侧包括相互串联的交流断路器、隔离开关和换流变压器，当交流侧为有源网络时还包括充电电阻，所述充电电阻两端并联旁路开关；需要直流侧充电的换流站通过直流线 路从另一换流站直流侧充电。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

(1)本实用新型模块化多电平换流器的直流侧充电控制装置，模块化多电平换流器交流侧既可以是待启动的有源网络，也可以是无源网络，适用范围大。 

(2)本实用新型模块化多电平换流器的直流侧充电控制装置，可以限制充电过程中的冲击电压和冲击电流。 

(3)本实用新型模块化多电平换流器的直流侧充电控制装置，不需要他励辅助电源给主回路充电，操作简单有效。 

附图说明

图1为两端柔性直流输电系统结构图。 

图1(a)为交流侧为待启动的有源网络的两端模块化多电平柔性直流输电系统图；图1(b)为交流侧为无源网络的模块化多电平换流器结构图。 

图2为从直流侧进行不控整流预充电时的电流通路图。 

图3为投入子模块数递减指令图。 

图4为采用本实用新型后子模块电容电压、直流侧电压及电流波形图。 

图4(a)为采用本实用新型方法时子模块电容电压波形图；图4(b)为采用本实用新型方法时直流侧电压波形图；图4(c)为采用本实用新型方法时直流侧电流波形图。 

图5为未采用本实用新型时子模块电容电压、直流侧电压及电流波形。 

图5(a)为未采用本实用新型方法时子模块电容电压波形图；图5(b)为未采用本实用新型方法时直流侧电压波形图；图5(c)为未采用本实用新型方法时直流侧电流波形图。 

图6是本实用新型方法的流程图。 

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施案例对实用新型的技术方案进行详细说明。 

本实用新型所述的模块化多电平换流器为柔性直流输电系统中的换流站，通过直流线路与其它换流站互联。所述模块化多电平换流器直流侧包括一组或两组隔离开关，交流侧为无源网络或待启动的有源网络，交流侧包括相互串联的交流断路器、隔离开关和换流变压器，当交流侧为有源网络时还包括充电电阻，所述充电电阻两端并联旁路开关。所述的直流侧充电是指模块化多电平换流站通过直流线路从另一换流站直流侧充电。 

本实施例以采用模块化多电平换流器的两端柔性直流输电系统一站运行，另一站需从直流侧充电为例，进行详细阐述。