專利名稱:一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐返闹谱鞣椒?br>【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，其電子元件包括第一電平、第二電平、第三電平、二?jí)管VD1、二極管VD2、電容C1和電容C2；所述第一電平與二極管VD1串聯(lián)；所述二極管VD1與電容C1串聯(lián)；所述電容C1與電容C2串聯(lián)；所述電容C2與二極管VD2串聯(lián)；所述第二電平與VD2串聯(lián)；所述第三電平的一端通過導(dǎo)線連接在第一電平和第二電平之間，另一端通過導(dǎo)線連接在電容C1與電容C2之間。本實(shí)用新型的單個(gè)子模塊可以產(chǎn)生0、1、2，三種電平狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)相同電平輸出時(shí)可以節(jié)省25%的IGBT；直流輸電的換流閥的體積；減少直流輸電換流閥子模塊的數(shù)量；提高電氣設(shè)備可靠性。
【專利說明】
一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及直流輸電領(lǐng)域，尤其涉及一種多電平模塊拓?fù)?，此技術(shù)可以減小直流輸電的換流閥的總體體積。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電最核心的技術(shù)集中于換流站設(shè)備，換流站實(shí)現(xiàn)了直流輸電工程中直流和交流相互能量轉(zhuǎn)換，換流站中換流模塊的功率器件從最初的汞弧閥發(fā)展到現(xiàn)在的電控和光控晶閘管閥，晶閘管用于高壓直流輸電已有很長(zhǎng)的歷史。近10多年來，IGBT等大功率電子器件的開斷能力不斷提高，新的大功率電力電子器件的研究開發(fā)和應(yīng)用，伴隨著功率器件的發(fā)展，多電平模塊拓?fù)涞膿Q流站將進(jìn)一步改善直流輸電性能、大幅度簡(jiǎn)化設(shè)備、降低造價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，其電子元件包括第一電平、第二電平、第三電平、二?jí)管VDl、二極管VD2、電容Cl和電容C2;所述第一電平與二極管VDl串聯(lián);所述二極管VDl與電容Cl串聯(lián);所述電容Cl與電容C2串聯(lián);所述電容C2與二極管VD2串聯(lián);所述第二電平與VD2串聯(lián);所述第三電平的一端通過導(dǎo)線連接在第一電平和第二電平之間，另一端通過導(dǎo)線連接在電容Cl與電容C2之間。
[0005]進(jìn)一步，所述第一電平、第二電平和第三電平中設(shè)有IGBT。
[0006]進(jìn)一步，所述第三電平為小型H橋結(jié)構(gòu)，且小型H橋結(jié)構(gòu)是由一個(gè)IGBT和四個(gè)二極管組成。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的多電平模塊拓單個(gè)模塊可以產(chǎn)生三個(gè)電平，它的優(yōu)勢(shì)有主要有以下五個(gè)方面:單個(gè)子模塊可以產(chǎn)生0、1、2，三種電平狀態(tài);實(shí)現(xiàn)相同電平輸出時(shí)可以節(jié)省25%的IGBT;直流輸電的換流閥的體積;減少直流輸電換流閥子模塊的數(shù)量;提高電氣設(shè)備可靠性。
【附圖說明】

[0008]圖1為本實(shí)用新型一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐纷幽K的結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐纷幽K的簡(jiǎn)化圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。[0011 ]請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型提供的一種實(shí)施例:一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，其電子元件包括第一電平、第二電平、第三電平、二?jí)管VDl、二極管VD2、電容Cl和電容C2;所述第一電平與二極管VDl串聯(lián);所述二極管VDl與電容Cl串聯(lián);所述電容Cl與電容C2串聯(lián);所述電容C2與二極管VD2串聯(lián);所述第二電平與VD2串聯(lián);所述第三電平的一端通過導(dǎo)線連接在第一電平和第二電平之間，另一端通過導(dǎo)線連接在電容Cl與電容C2之間，所述第一電平、第二電平和第三電平中設(shè)有IGBT，所述第三電平為小型H橋結(jié)構(gòu)，且小型H橋結(jié)構(gòu)是由一個(gè)IGBT和四個(gè)二極管組成。
[0012]本實(shí)用新型使用時(shí):運(yùn)行模式一:第一電平，第二電平，第三電平均閉鎖狀態(tài)，在正常狀態(tài)下是不會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)的，不過當(dāng)系統(tǒng)處于剛啟動(dòng)，或者是某些故障狀態(tài)時(shí)三個(gè)IGBT均閉鎖。當(dāng)電流從正母線方向向交流輸出端流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從上面的各續(xù)流二極管VDl經(jīng)過子模塊的兩塊電容逐步流向交流輸出端，此時(shí)電容充電；當(dāng)電流從交流輸出端向正母線方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從下面的各續(xù)流二極管VD2不經(jīng)電容充電而逐步流向交流正母線方向，此時(shí)的子模塊電容是處于被旁路的狀態(tài)。
[0013]運(yùn)行模式二:第一電平開通，第二電平和第三電平均關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)的電流仍然可以雙向流動(dòng)。當(dāng)電流從正母線向交流輸出端方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從續(xù)流二極管VDI經(jīng)子模塊兩塊電容逐步流向交流輸出端，此時(shí)子模塊被充電；當(dāng)電流從交流輸出端向正直流母線方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從各個(gè)模塊的兩塊電容經(jīng)IGBT第一電平逐步流向正直流母線，此時(shí)子模塊電容放電。該工作狀態(tài)，電流可以雙向流動(dòng)，不管電流從什么方向流動(dòng)，子模塊輸出端總會(huì)引出子模塊電容電壓;子模塊內(nèi)的兩塊電容可以同時(shí)充放電，這取決于電流的方向；
[0014]運(yùn)行模式3:第二電平開通，第一電平和第三電平均關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)的電流仍然可以雙向流動(dòng)。當(dāng)電流從正直流母線向交流輸出端方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從各IGBT第二電平不經(jīng)子模塊兩塊電容逐步流向交流輸出端，此時(shí)的電容電壓不受影響；當(dāng)電流從交流輸出端方向向正直流母線方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從各自下面的續(xù)流二極管VD2不經(jīng)子模塊電容逐步流向正直流母線方向，此時(shí)子模塊的電容也不受影響；
[0015]運(yùn)行模式4:第三電平開通，第一電平和第二電平均關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)的電流仍然可以雙向流動(dòng)。當(dāng)?shù)谌娖酱蜷_時(shí)，電流從正直流母線向交流輸出端方向流動(dòng)，電流會(huì)從第三電平經(jīng)電容C2逐步流向輸出端，此時(shí)C2充電，當(dāng)電流從交流輸出端方向向正直流母線方向流動(dòng)時(shí)，電流會(huì)從第三電平經(jīng)電容逐步流向正直流母線，此時(shí)電容C2放電。該工作狀態(tài)，電流可以雙電流動(dòng)，不管電流那個(gè)方向都會(huì)流經(jīng)第三電平，此模塊用來單獨(dú)控制電容C2，對(duì)于維持電流Cl、C2的電壓有很重要的作用。
[0016]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，包括第一電平、第二電平、第三電平、二?jí)管VDl、二極管VD2、電容Cl和電容C2;其特征在于:所述第一電平與二極管VDl串聯(lián);所述二極管VDI與電容Cl串聯(lián);所述電容Cl與電容C2串聯(lián);所述電容C2與二極管VD2串聯(lián);所述第二電平與VD2串聯(lián);所述第三電平的一端通過導(dǎo)線連接在第一電平和第二電平之間，另一端通過導(dǎo)線連接在電容Cl與電容C2之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐罚涮卣髟谟?所述第一電平、第二電平和第三電平中設(shè)有IGBT。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直流輸電換流站多電平模塊拓?fù)潆娐?，其特征在?所述第三電平為小型H橋結(jié)構(gòu)，且小型H橋結(jié)構(gòu)是由一個(gè)IGBT和四個(gè)二極管組成。
【文檔編號(hào)】H02M7/483GK205725500SQ201620215478
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】胡立為
【申請(qǐng)人】上海象往電氣科技有限公司