极第一直流 系统7和负极性不对称单极第二直流系统8,其为仅包含第二不控整流器12和第二电压源 型换流器13的单向直流-直流自耦变压器。其中，不控整流器12的正极和第二直流系统 8的正极相联接，不控整流器12的负极和第二电压源型换流器13的正极相联接，第二电压 源型换流器13的负极和第二直流系统8的负极相联接，不控整流器12的正极和负极分别 与第一直流系统7的正极和负极相联接，第一直流系统7的正极、第二直流系统8的正极以 及不控整流器12的正极直接接地或者经过金属回线9接地，不控整流器12和第二电压源 型换流器13的交流侧分别经交流变压器4联接至交流公共母线5。
[0087] 图7是本发明一个实施例中所提出的升压型单向直流-直流自耦变压器的基本结 构图。如图2所示，该单向直流-直流自耦变压器主要由第一不控整流器1、电压源型换流 器2和第二不控整流器3依次串联而成。其中，第一不控整流器1的正极经直流线路6与 第二直流系统8的正极相联接，第一不控整流器1的负极与电压源型换流器2的正极相联 接，电压源型换流器2的负极与第二不控整流器3的正极相联接，第二不控整流器3的负极 经直流线路6与第二直流系统8的负极相联接，电压源型换流器2的正极和负极经直流线 路6分别与第一直流系统7的正极和负极相联接。第一不控整流器1、电压源型换流器2 和第二不控整流器3的交流侧分别通过交流变压器4联接至交流公共母线5,通过电压源型 换流器2可以控制交流公共母线5的交流电压从而控制第一不控整流器1和第二不控整流 器3的端口直流电压，进而达到控制所传输直流功率的目的。
[0088] 如图8所示，在本发明的一个实施例中，电压源型换流器2又可由正极子换流器2P 和负极子换流器2N串联而成，其中2P的负极和2N的正极相联接且联接点接地。将电压源 型换流器2划分为正极子换流器2P和负极子换流器2N的好处在于，若第一直流系统7和 第二直流系统8为双极性直流系统，当第一直流系统7或第二直流系统8的正极发生故障 时，通过隔离第一不控整流器1和正极子换流器2P，仅维持负极子换流器2N和第二不控整 流器3处于运行状态仍能使单向直流-直流自耦变压器的非故障部分保持正常运行，同理 地若第一直流系统7的负极或第二直流系统8的负极发生故障时，通过隔离负极子换流器 2N和第二不控整流器3,仅保持第一不控整流器1和正极子换流器2P运行仍可以使得非故 障部分的第一直流系统7向第二直流系统8传输直流功率。
[0089] 如图9所示，在一个实施例中，单向直流-直流自耦变压器直流中性点经金属回线 9分别与第一直流系统7和第二直流系统8的中性点相联接。图9拓扑与图8拓扑基本一 致，该实施例优点在于不对称运行时（仅第一不控整流器1和正极子换流器2P投入运行或 仅负极子换流器2N和第二不控整流器3投入运行），直流电流无需流经大地，而是经过金属 回线9构成回路从而避免了直流电流对直流线路6沿线金属管道等其他民用设备的腐蚀。
[0090] 如图10所示，在一个实施例中，其与图9基本一致，区别在于交流公共母线5划分 为5a和5b两段，且5a和5b之间无联接，第一不控整流器1和正极子换流器2P的交流侧 通过一定的交流链路联接于5a，负极子换流器2N以及第二不控整流器3的交流侧通过一定 的交流链路联接于5b，其优点在于1和2P构成的子部分以及2N和3构成的子部分可以独 立控制从而正极或者负极的部件发生故障时，非故障部分不受影响。
[0091] 如图11所示，在一个实施例中，自耦变压器用于互联正极性的不对称单极第一直 流系统7和正极性不对称单极第二直流系统8,其为仅包含第一不控整流器1和电压源型换 流器2的单向直流-直流自耦变压器。第一不控整流器1的正极和第二直流系统8的正极 相联接，第一不控整流器1的负极和电压源型换流器2的正极相联接，电压源型换流器2负 极和第二直流系统8的负极相联接，电压源型换流器2的正极和负极分别与第一直流系统 7的正极和负极相联接，第一直流系统7的负极、第二直流系统8的负极以及电压源型换流 器2的负极直接接地或经过金属回线9接地，第一不控整流器1和电压源型换流器2的交 流侧分别经交流变压器4联接至交流公共母线5。
[0092] 如图12所示，在一个实施例中，自耦变压器为仅包含电压源型换流器2和第二不 控整流器3的升压型单向直流-直流自耦变压器，用于互联负极性不对称单极第一直流系 统7和负极性不对称单极第二直流系统8。其中，电压源型换流器2的正极和第二直流系统 8的正极相联接，电压源型换流器2的负极和第二不控整流器3的正极相联接，第二不控整 流器3的负极和第二直流系统8的负极相联接，电压源型换流器2的正极和负极分别与第 一直流系统7的正极和负极相联接，第一直流系统7的正极、第二直流系统8的正极以及电 压源型换流器2的正极直接接地或者通过金属回线9接地，电压源型换流器2和第二不控 整流器3的交流侧分别经交流变压器4联接至交流公共母线5。
[0093] 如图13所示，在一个实施例中，其与图2所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中第一电压源型换流器11、不控整流器12和第二电压源型换流器13的交流侧经三 绕组变压器9互联在一起。
[0094] 如图14所示，在一个实施例中，其与图4所示实施例的拓扑基本一致，区别在于 该实施例中第一电压源型换流器11、正极子整流器12P、负极子整流器12N和第二电压源型 换流器13的交流侧经四绕组变压器10互联在一起。
[0095] 如图15所示，在一个实施例中，其与图11所示实施例的拓扑基本一致，区别在于 该实施例中第一不控整流器1和电压源型换流器2的交流侧经过一个交流变压器4互联在 一起。
[0096] 如图16所示，在一个实施例中，其与图5所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中第一电压源型换流器11和不控整流器12的交流侧经过一个交流变压器4互联在 一起。
[0097] 如图17所示，在一个实施例中，其与图2所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中不控整流器12经过相电抗器15联接至交流公共母线5。
[0098] 如图18所示，在一个实施例中，其与图2所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中交流公共母线5还与外部交流系统14互联在一起。
[0099] 如图19所示，在一个实施例中，其与图2所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中交流公共母线5上还联接了交流滤波/交流无功补偿装置18从而减小不控整流 器12的谐波以及无功消耗。
[0100] 如图20所示，在一个实施例中，其与图7所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中电压源型换流器2的交流侧直接联接至交流公共母线5。
[0101] 如图21所示，在一个实施例中，其与图7所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中不控整流器的交流侧直接联接至交流公共母线5。
[0102] 如图22所示，在一个实施例中，其与图7所示实施例的拓扑基本一致，区别在于该 实施例中第一整流器1，电压源型换流器2以及第二整流器3的交流侧直接联接至交流公共 母线。
[0103] 在本发明中，所述电压源型换流器（2、11或13)是一种公知的交流-直流变换电 路，可以采用两电平型拓扑结构，钳位型多电平拓扑，模块化多电平型拓扑，以及其他多种 公知的拓扑结构。如图23所示，电压源型换流器的具体结构可以采用如图23(a)所示的两 电平拓扑结构，主要由6个全控型电力电子器件50,正极直流母线16,负极直流母线17,直 流电容52组成，每两个全控型电力电子器件50串联联接后构成一相换流桥臂，每相换流桥 臂的正端与正极直流母线16相联接，每相换流桥臂的负端与负极直流母线17相联接，每相 换流桥臂的中点分别与A相交流端51a，B相交流端51b，C相交流端51c联接，直流电容52 的正极联接正极直流母线16,直流电容52的负极联接负极直流母线17,为了提高电压源型 换流器的额定电压，可以将多个全控型电力电子器件50串联构成一个全控型电力电子器 件50。
[0104] 电压源型换流器的具体结构还可以采用如图23(b)所示的三电平拓扑结构，主要 由12个全控型电力电子器件50,6个钳位二极管53,正极直流母线16,负极直流母线17,正 极直流电容52a和负极直流电容52b组成，每两个全控型电力电子器件50串联联接后构成 一个'半桥臂'，每两个'半桥臂'串联后构成一相换流桥臂，每个'半桥臂'的中点经钳位二 极管53与中性点57相联接，根据需要，中性点57可以为接地点或者一个公共联接点，每相 换流桥臂的正端与正极直流母线16相联接，每相换流桥臂的负端与负极直流母线17相联 接，每相换流桥臂的中点分别与A相交流端51a，B相交流端51b，C相交流端51c联接，正极 直流电容52a的正端联接正极直流母线6,正极直流电容52a的负端接中性点57,负极直流 电容52b的正端接中性点57,负极直流电容52b的负端与负极直流母线17相联接，为了提 高电压源型换流器的额定电压，每个全控型电力电子器件50可以由多个全控型电力电子 器件串联而成，每个钳位二极管53可以由多个钳位二极管串联而成。
[0105] 电压源型换流器的具体结构还可以采用如图23(c)所示的模块化多电平拓扑结 构，主要包括6个半桥臂55,每两个半桥臂55串联成一相桥臂，每相换流桥臂的中点分别与 A相交流端51a，B相交流端51b，C相交流端51c联接，每相桥臂的正端和负端分别与正极 直流母线16,负极直流母线17相联接，每个半桥臂由多个子模块54依次串联后再和平波电 抗器56串联而成，每个子模块可以米用半桥子模块、全桥子模块、箝位双型子模块、自阻子 模块等各种已公知的子模块拓扑，图23(c)底部给出了半桥子模块拓扑，每个半桥子模块 由两个全控型电力电子器件50和一个子模块电容52构成。
[0106] 在本发明中，所述不控整流器（1、3或12)是一种公知的交流-直流变换电路，不 控整流器主要由二极管通过一定的联接构成。
[0107] 图24 (a)示例了不控整流器的一种拓扑结构，主要由6个二极管21，正极直流母线 16,负极直流母线17组成，每两个二极管21串联后构成一相换流桥臂，每相换流桥臂的正 端与正极直流母线16相联接，每相换流桥臂的负端与负极直流母线17相联接，每相换流桥 臂的中点分别与A相交流端51a，B相交流端51b，C相交流端51c联接，为了提高不控整流 器的额定电压，每个二极管21可以由多个二极管21串联构成。
[0108] 图24(b)与图24(a)基本一致，区别在于正极直流母线16和负极直流母线17之 间联接了直流电容52。
[0109] 图24(c)示例了不控整流器的另一种拓扑结构，其主要由正极子整流器22a和负 极子整流器22b串联而成，22a和22b的交流侧分别经一个三角形/星形联接和星形/星形 联接的交流