一种具有直流故障穿越能力的多电平换流器及工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104753043A

(43)申请公布日2015.07.01

(21)申请号CN201510141886.6

(22)申请日2015.03.27

(71)申请人山东大学

地址250061山东省济南市历下区经十路17923号

(72)发明人李可军孟新涵王卓迪孙莹

(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司

代理人张勇

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种具有直流故障穿越能力的多电

平换流器及工作方法

(57)摘要

本发明公开了具有直流故障穿越能

力的混合型多电平换流器及工作方法，该

换流器基于错位层叠理论，包括三相桥式

整流电路；三相桥式整流电路的每个桥臂

均包括相互级联的错位层叠模块、级联双

子模块组、半桥型子模块组以及电抗器；

故障发生时换流器闭锁前的放电过程是一

个已知初始条件的振荡放电过程，闭锁后

由于桥臂等效电容值发生变化，当且仅当

任何回路状态下桥臂级联电容所提供的反

向电压始终大于交流线电压幅值时，利用

二极管反相阻断特性使短路电流下降为

零，清除直流故障。通过闭锁换流器自限

制清除直流故障电流，无需额外配备高压

直流断路器，适用于普通架空线路，可应

用于多端直流网络构建、新能源并网、无

源网络供电等领域。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2021-03-12未缴年费专利权终止未缴年费专利权终止

2017-05-17授权授权

2015-07-29实质审查的生效实质审查的生效

2015-07-01公开公开

权利要求说明书

1.一种具有直流故障穿越能力的多电平换流器，其特征是，包括三相桥式整流电路；

所述三相桥式整流电路的每个桥臂均包括相串联的错位层叠模块、

级联双子模块组、半桥型子模块组以及电抗器；所述错位层叠

模块、级联双子模块组、半桥型子模块组为相互级联的结构；所

述故障发生时换流器闭锁前的放电过程是一个已知初始条件的振荡放电过程，闭锁

后由于桥臂等效电容值发生变化，当且仅当任何回路状态下桥臂

级联电容所提供的反向电压始终大于交流线电压幅值时，利用二

极管反相阻断特性使短路电流下降为零，清除直流故障。

2.如权利要求1所述的一种具有直流故障穿越能力的多电平换流器，其特征是，所

述错位层叠模块由m个半桥单元串联构成；每个半桥单元包括2

个IGBT即第一IGBT及第二IGBT、2个反向二极管以及1个电

容器；所述2个IGBT分别和相应的2个反向二极管并联组成2

组可控开关；第一IGBT的集电极和第二IGBT的发射极相连；电容器的正极和第

一IGBT的发射极相连，电容器的负极和第二IGBT的集电极相

连。

3.如权利要求1所述的一种具有直流故障穿越能力的多电平换流器，其特征是，所

述级联双子模块组由nsu