2为电流源型阀组I提供无功功率，电流源型阀组I的功率损耗小于电压源型阀组2。
[0068]当逆变站21接入到无源交流系统时，上述高压直流输电装置先将两站的电流源型阀组I跨接的旁通开关3或旁通刀闸4合上，启动两站的电压源型阀组2，逆变站21的电压源型阀组2运行后提供交流电压，然后启动两站的电流源型阀组I。当出现直流线路故障时，整流站20的电流源型阀组I通过移相降低电压，具备线路重启功能，电压源型阀组2通过合上阀组内部的保护性电力电子开关器件、跨接的旁通开关3，跳开交流开关11，合上旁通刀闸4，断开保护性电力电子开关器件、跨接的旁通开关3，断开连接刀闸5隔离故障，隔离后合上交流开关11可工作在无功补偿模式；逆变站21的电流源型阀组I不能反向流通电流，从而自然阻断来隔离故障，逆变站21的电压源型阀组2工作在无功补偿模式。当逆变站21有扰动或有交流故障时，逆变站21的电压源型阀组2提供直流电压来抑制故障直流电流的增加并在故障相逆变产生具有一定幅值的交流正弦电压，为电流源型阀组I提供一定的直流电压和交流电压支撑，从而有效防止换相失败。
[0069]直流功率从逆变站21流向整流站20时，换流器只能一个阀组工作，如两个站的电压源型阀组2同时工作，电流源型阀组I通过跨接的旁通开关3或旁通刀闸4隔离；或两个站的电流源型阀组I同时工作，电压源型阀组2通过跨接的旁通开关3或旁通刀闸4隔离。其中，两个站的电压源型阀组2同时工作可实现在线的功率反送。
[0070]实施例2:
[0071]图7示出了高压直流输电装置由传统的电流源型阀组组成的换流器和图5所示的两种拓扑结构组成的一个实施例。高压直流输电装置整流站20由电流源型阀组单元串联的拓扑结构24组成，逆变站21由拓扑结构(3) 18和(4) 19分别组成其正极换流器和负极换流器。阀组I为电流源型阀组，其与基于晶闸管的电流源型高压直流输电变压器8次级绕组相连，阀组2为电压源型阀组，其与基于电压源换流器的高压直流输电变压器9次级绕组相连。整流站20配置交流滤波器23滤除谐波和提供无功功率，其通过交流开关22与交流电网10分合。为了抑制电压源型阀组的桥臂环流和故障下的浪涌电流，设置桥臂电抗器12 ;为了平滑直流电路的直流电压和抑制直流故障电流，设置平波电抗器13。图7中示出接地极导线7，其用于换流器与接地极的连接。直流线路15和接地极导线7之间配置直流滤波器14。
[0072]直流功率从整流站20流向逆变站21时，换流器的两个阀组同时工作，整流站20的一个电流源型阀组I工作在电流或功率控制模式，另一个电流源型阀组I工作在电压控制模式；逆变站21的电流源型阀组I工作在伽马角控制或电压控制模式；电压源型阀组2工作在电压控制模式。整流站20由交流滤波器23提供无功功率；逆变站21的电压源型阀组2为电流源型阀组I提供无功功率。
[0073]当逆变站21接入到无源交流系统时，上述高压直流输电装置先将整流站20的一个电流源型阀组I和逆变站21的电流源型阀组I分别跨接的旁通开关3或旁通刀闸4合上，启动逆变站21的电压源型阀组2，启动整流站20的另一个电流源型阀组I。逆变站21的电压源型阀组2运行后提供交流电压，然后启动逆变站21的电流源型阀组I和整流站20的未运行的电流源型阀组I。当出现直流线路故障时，整流站20的两个电流源型阀组I通过移相降低电压，具备线路重启功能；逆变站21的电流源型阀组I不能反向流通电流，从而自然阻断来隔离故障，逆变站21的电压源型阀组2工作在无功补偿模式。当逆变站21有扰动或有交流故障时，逆变站21的电压源型阀组2提供直流电压来抑制故障直流电流的增加并在故障相逆变产生具有一定幅值的交流正弦电压，为电流源型阀组I提供一定的直流电压和交流电压支撑，从而有效防止换相失败。
[0074]直流功率从逆变站21流向整流站20时，逆变站21只能电流源型阀组I工作，电压源型阀组2通过跨接的旁通开关3或旁通刀闸4隔离，整流站20的一个电流源型阀组I工作，另一个电流源型阀组I通过跨接的旁通开关3或旁通刀闸4隔离。
[0075]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述的混合直流输电换流器由电流源型阀组单元和电压源型阀组单元串联组成，有四种串联连接拓扑结构: (1)电流源型阀组单元的阴极和电压源型阀组单元的负极相连；或者 (2)电流源型阀组单元的阳极和电压源型阀组单元的正极相连；或者 (3)电流源型阀组单元的阴极和电压源型阀组单元的正极相连；或者 (4)电流源型阀组单元的阳极和电压源型阀组单元的负极相连； 电流源型阀组单元只包括电流源型阀组；或者包括电流源型阀组与旁通开关，二者并联连接；或者包括电流源型阀组与旁通开关及刀闸组件，电流源型阀组与旁通开关并联连接，并联后的单元两端分别和连接刀闸的一端相连，连接刀闸的另一端并联旁通刀闸； 电压源型阀组单元只包括电压源型阀组；或者包括电压源型阀组及其旁通电路；或者包括电压源型阀组及其旁通电路和刀闸组件，并且电压源型阀组及其旁通电路两端分别和连接刀闸的一端相连，连接刀闸的另一端并联旁通刀闸。
2.如权利要求1所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述电流源型阀组为六脉动桥式电路或十二脉动桥式电路，其由不可关断的半控型功率半导体组成。
3.如权利要求2所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述不可关断的半控型功率半导体是不可关断的晶闸管。
4.如权利要求1所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述电压源型阀组及其旁通电路为电压源型阀组与旁通开关并联电路；或者旁通开关与电感连接后再与电压源型阀组并联电路；或者电压源型阀组与电感连接后再与旁通开关并联电路。
5.如权利要求1或4所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述电压源型阀组是以下任一种或多种:两电平换流器、二极管箝位型多电平换流器、模块化多电平换流器MMC、混合多电平换流器HMC、两电平级联型换流器CSL或堆叠式两电平换流器CTL，其由可关断的全控型功率半导体组成。
6.如权利要求5所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述可关断的全控型功率半导体是以下任一种或多种:绝缘栅双极型晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO、电力场效应管Power MOSFET,电子注入增强栅晶体管IEGT、门极换流晶闸管GCT或碳化硅增强型结型场效应晶体管SiC-JFET。
7.如权利要求1或4所述的一种混合直流输电换流器，其特征在于:所述阀组的旁通开关是以下任一种或多种:机械式开关、电力电子开关或刀闸。
8.—种直流输电装置，其特征在于:所述直流输电装置的一个或多个直流极由权利要求I所述的混合直流输电换流器构成。
【专利摘要】本发明公开一种混合直流输电换流器，其有四种拓扑结构，分别是电流源型阀组单元的阳、阴极与电压源型阀组单元的正、负极组合串联连接电路。电流源型阀组单元只包括电流源型阀组；或者包括电流源型阀组与旁通开关；或者包括电流源型阀组与旁通开关及刀闸组件。电压源型阀组单元只包括电压源型阀组；或者包括电压源型阀组及其旁通电路；或者包括电压源型阀组及其旁通电路和刀闸组件。由上述混合直流输电换流器构成的直流输电装置有效解决了基于晶闸管的直流输电系统换相失败问题以及基于电压源换流器的直流输电系统直流故障问题，具有损耗较低、不需要或需要较少的无功补偿装置、可接入无源交流系统并具备功率反送功能。
【IPC分类】H02J9-06, H02J3-36
【公开号】CN104578130
【申请号】CN201510010158
【发明人】卢东斌
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日