容器C。其中，第一功 率开关管Sl的发射极与第二功率开关管S2集电极连接，并连接H桥子模块的第一输出端ml， 第一功率开关管SI的集电极连接电容器C的正极，第二功率开关管S2的发射极连接电容器C 的负极；
[0109] 第=功率开关管S3的发射极与第四功率开关管S4集电极连接，并连接H桥子模块 的第二输出端m2,第S功率开关管S3的集电极连接电容器C的正极，第四功率开关管S4的发 射极连接电容器C的负极。
[0110] 图7给出了功率链7的结构图，图中由电抗器L与N个H桥子模块级联而成，每个子模 块有两个输出端m 1和m2。电抗器L的一端连接功率链的第一输出端R1，电抗器的另一端连接 第一子模块的第一输出端，第一子模块的第二输出端连接第二子模块的第一输出端，第二 子模块的第二输出端连接第=子模块的第一输出端，W此类推，第(N-I)子模块的第二输出 端连接到第N子模块的第一输出端，第N子模块的第二输出端连接功率链7的第二输出端R2。
[0111] 图8为本发明的基于无功补偿器的HVDC换相失败抑制方案的控制器5的框图，图中 包括电压检测单元11、故障判别单元12、电压调控单元13和内环调控单元14。
[0112] 其中，电压检测单元11，用于对直流输电系统逆变侧1交流母线2的A、B和C相电压 进行检测；
[0113] 故障判别单元12,用于对电压检测单元11输出的电压信号Ua、Ub和化进行分析，判 别受端电网3是否发生故障；
[0114] 电压调控单元13,用于通过控制无功补偿器4,对逆变侧交流母线2电压进行调控， 当接收到故障判别单元发出的电网故障信号即寸，通过对预设的交流母线电压整定值护与 电压信号Ua、化和化进行比较和运算，输出S相无功电流指令信号4、冷和<。；
[0115] 内环调控单元14,用于通过输入S相无功电流指令信号4、4和4 ,采用分相控 制方式，分别实现无功补偿器4的各相无功电流控制、子模块6电容电压控制W及功率开关 管触发控制。
[0116] 本应用例的一种基于无功补偿器的直流输电系统换相失败抑制方法，包括W下步 骤：
[0117] 步骤1:检测直流输电系统逆变侧1交流母线2的A、B和C相电压；
[011引步骤2:将检测的S相电压Ua、Ub和化送到故障判别单元12进行分析和判别，判断受 端电网是否发生故障；
[0119] 步骤3:当受端电网3发生故障时，通过对预设的交流母线电压整定值护与电压信 号Ua、化和化进行比较和运算，输出S相无功电流指令信号/;。、4和/Jc ;
[0120] 步骤4:根据无功电流指令信号這、4和這，通过触发无功补偿器4的功率开关 管，采用分相控制方式，分别控制无功补偿器的各相输出无功电流分量，对母线2电压跌落 进行补偿，同时通过控制无功补偿器4的各相输出有功电流分量，维持子模块电容电压恒 定。
[0121] W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对 本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可W对本发明的【具体实施方式】进 行修改或者等同替换，而运些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在 申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种抑制直流输电系统换相失败的并联补偿系统，其特征在于，所述系统包括无功 补偿器及用于控制所述无功补偿器的控制器； 所述无功补偿器并联在直流输电系统逆变侧的交流母线及中性线之间，所述中性线接 地； 所述交流母线的受端侧连接有受端电网。2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功补偿器为单相无功补偿器； 所述单相无功补偿器包括功率链和单相变压器； 所述功率链与所述单相变压器的二次侧绕组并联，且所述单相变压器的一次侧绕组的 两端分别连接至两个输出端。3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功补偿器为单相无功补偿器； 所述单相无功补偿器中设有功率链； 所述功率链的两端分别连接至两个输出端。4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功补偿器为三相无功补偿器； 所述三相无功补偿器包括采用三相四线制接线且并联的三个的单相无功补偿器，且所 述单相无功补偿器中设有功率链； 各所述单相无功补偿器的中性线接地。5. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无功补偿器为三相无功补偿器； 所述三相无功补偿器包括三相五柱式变压器及功率链单元，且所述功率链单元采用 Y〇/y〇接法并联至所述三相五柱式变压器的二次侧绕组； 所述功率链单元包括三个并联的功率链、且每个所述功率链分别与在所述三相变压器 的二次侧中的每一相绕组并联； 所述三相五柱式变压器的中性线接地。6. 如权利要求2至5任一项所述的系统，其特征在于，所述功率链包括依次连接的第一 输出端、电抗器、Η桥子模块单元及第二输出端； 所述Η桥子模块单元包括依次连接的多个Η桥子模块，且每个所述Η桥子模块均设有2个 输出端。7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述Η桥子模块包括电容器及功率开关管单 元;所述功率开关管单元包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3及 第四功率开关管S4; 所述第一功率开关管S1的发射极分别连接至所述第二功率开关管S2的集电极及所述Η 桥子模块的第一输出端;所述第一功率开关管S1的集电极连接至电容器的正极； 所述第二功率开关管S2的发射极连接至所述电容器的负极； 所述第三功率开关管S3的发射极分别连接至所述第四功率开关管S4的集电极及所述Η 桥子模块的第二输出端;所述第三功率开关管S3的集电极连至所述电容器的正极； 所述第四功率开关管S4的发射极连接至电容器的负极。8. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括电压检测单元、故障判别单 元、电压调控单元及内环调控单元； 所述电压检测单元用于检测对直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压； 所述故障判别单元用于分析所述电压检测单元输出的三相电压信号，并判别所述受端 电网是否发生故障； 所述电压调控单元控制所述无功补偿器调控逆变侧交流母线电压；当所述电压调控单 元接收到所述故障判别单元发出的电网故障信号时，比较及计算对预设的交流母线电压整 定值与所述三相电压信号，输出三相无功电流指令信号； 所述内环调控单元输入所述三相无功电流指令信号，并采用分相控制方式分别对所述 无功补偿器的各相无功电流控制、子模块电容电压控制以及功率开关管进行触发控制。9. 一种抑制直流输电系统换相失败的并联补偿方法，其特征在于，所述方法通过一种 抑制直流输电系统换相失败的并联补偿系统实现，所述并联补偿系统包括无功补偿器及用 于控制所述无功补偿器的控制器，且所述无功补偿器并联在直流输电系统逆变侧的交流母 线及中性线之间;所述方法包括如下步骤： 步骤1.检测直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压； 步骤2.分析和判别所述三相电压信号值并将分析结果发送至故障判别单元，所述故障 判别单元判断所述受端电网是否发生故障； 若所述受端电网发生故障，则进入步骤3; 若所述受端电网未发生故障，则返回步骤1; 步骤3.比较及计算预设的交流母线电压整定值与所述三相电压信号值;输出三相无功 电流指令信号； 步骤4.根据所述三相无功电流指令信号触发无功补偿器的功率开关管； 采用分相控制方式分别控制所述无功补偿器的各相输出无功电流分量，对母线电压跌 落进行补偿；同时所述控制无功补偿器的各相输出有功电流分量，维持子模块电容电压恒 定。
【专利摘要】本发明提供一种抑制直流输电系统换相失败的并联补偿系统及方法，系统包括无功补偿器及用于控制无功补偿器的控制器；方法检测直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压；分析和判别三相电压信号值并将分析结果发送至故障判别单元，比较及计算预设的交流母线电压整定值与三相电压信号值；根据三相无功电流指令信号触发无功补偿器的功率开关管；分别控制无功补偿器的各相输出无功电流分量，对母线电压跌落进行补偿；控制无功补偿器的各相输出有功电流分量，维持子模块电容电压恒定。本发明的系统及方法能够有效且准确的补偿电网电压跌落，对负序、零序实现无功补偿控制，抑制换相失败的发生；进而保证了电网换相高压直流输电系统的有效运行。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN105552927
【申请号】CN201610060320
【发明人】王轩, 李鹏, 魏宏, 史英, 王宇红, 王广柱, 欧朱建, 潘爱强
【申请人】中电普瑞科技有限公司, 南京南瑞集团公司, 国网上海市电力公司, 国家电网公司, 山东大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日