壓源變流器。
[0028]優(yōu)選地，所述電壓源變流器為半橋型模塊化多電平電壓源變流器；所述半橋型模塊化多電平電壓源變流器由多個(gè)連接于低壓直流端子和交流端子間的低壓側(cè)子模塊和多個(gè)連接于中性線端子和交流端子間的中性線側(cè)子模塊組成；所述子模塊由一個(gè)電容器、一個(gè)與所述電容器串聯(lián)的串聯(lián)IGBT和一個(gè)與所述電容器和所述串聯(lián)IGBT并聯(lián)的并聯(lián)IGBT組成；當(dāng)檢測(cè)到直流故障時(shí)，將所有所述子模塊中的所述串聯(lián)IGBT關(guān)斷；分別檢測(cè)流過(guò)所述電壓源變流器的交流側(cè)的每一相的電流方向，并根據(jù)電流方向進(jìn)行如下操作:如果檢測(cè)到某一相電流從所述電壓源變流器交流端子流向所述換流變壓器，則將連接該相的所述低壓直流側(cè)子模塊中的所述并聯(lián)IGBT關(guān)斷，同時(shí)將連接該相的所述中性線側(cè)子模塊中的所述并聯(lián)IGBT導(dǎo)通；如果檢測(cè)到某一相電流從所述換流變壓器流向所述電壓源變流器交流端子，則將連接該相的所述低壓直流側(cè)子模塊中的所述并聯(lián)IGBT導(dǎo)通，并且將連接該相的所述中性線側(cè)子模塊中的所述并聯(lián)IGBT關(guān)斷。
[0029]優(yōu)選地，所述電網(wǎng)換相變流器為晶閘管變流器。
[0030]優(yōu)選地，所述電網(wǎng)換相變流器為6脈動(dòng)變流器或12脈動(dòng)變流器。
[0031 ] 通過(guò)采用提出的方法，升壓型直流自耦變壓器可以消除直流短路電流。這意味著除了實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換以外，升壓直流自耦變壓器同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)直流斷路器的功能，該技術(shù)將推動(dòng)高壓直流以及直流電網(wǎng)的發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是升壓型直流自耦變壓器的拓?fù)鋱D；
[0033]圖2是本發(fā)明的實(shí)施例一的直流故障清除過(guò)程；
[0034]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例二的直流故障清除過(guò)程。
[0035]圖4是本發(fā)明的實(shí)施例三的直流故障清除過(guò)程。
[0036]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例四的直流故障清除過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明提出了一種清除直流短路故障的調(diào)制方法。以下參考附圖，給出了本發(fā)明的可選實(shí)施方式的具體描述。
[0038]下面結(jié)合如圖1?2，對(duì)實(shí)施例一進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0039]圖1所示的直流自I禹變壓器包括電壓源變流器(Voltage Source Converter,VSC) 11、電網(wǎng)換相變流器(Line Commutated Converter, LCC) 12和換流變壓器13,電壓源變流器11的直流側(cè)連接在低壓直流線路和中性線或地線之間，電網(wǎng)換相變流器12的直流側(cè)連接在高壓直流線路和低壓直流線路之間，低壓直流線路、所述電網(wǎng)換相變流器12的低電壓直流端和電壓源變流器11的高電壓直流端連接在一起，電網(wǎng)換相變流器12的交流側(cè)和電壓源變流器交流端子11’通過(guò)所述換流變壓器13連接在一起。
[0040]對(duì)于如圖1所示的升壓型直流自耦變壓器，假設(shè)低壓側(cè)(輸入側(cè))直流電壓/電流為400kV/4kA ;高壓側(cè)(輸出側(cè))直流電壓/電流為800kV/2kA，上述假設(shè)僅為一種示例，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。當(dāng)直流變壓器控制保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)到高壓側(cè)的直流短路電流后，強(qiáng)迫LCC觸發(fā)角移相至大于90°，從而使得LCC的工作模式轉(zhuǎn)為逆變器工作模式。LCC的直流電壓極性也將相應(yīng)反轉(zhuǎn)。
[0041]如圖2所示，直流自耦變壓器在發(fā)生高壓側(cè)的直流短路故障時(shí)，故障電流可以看成由兩部分提供:來(lái)自400kV線路上的直流源，記為If_DC ;來(lái)自VSC逆變器的交流源，記為If_AC。通過(guò)采用本發(fā)明提出的方法，當(dāng)檢測(cè)到高壓側(cè)直流故障時(shí)，LCC將轉(zhuǎn)為逆變器操作模式，同時(shí)VSC將轉(zhuǎn)為PWM整流器模式。通過(guò)這種方法，由來(lái)自VSC換流器的If_AC將被控制甚至反轉(zhuǎn)；如果LCC逆變側(cè)的直流電壓大于VSC整流電壓，故障電流直流分量If_DC將降低至零。
[0042]當(dāng)發(fā)生直流故障時(shí)，直流電流正在換相，在故障期間可能發(fā)生若干次換相，且通過(guò)換流變壓器在VSC交流側(cè)感應(yīng)出相應(yīng)的故障電流。在電流換相期間，直流短路故障可以等效為VSC交流側(cè)的三相交流短路故障。當(dāng)換相結(jié)束后，直流斷路故障可以等效為VSC交流側(cè)的兩相交流短路故障。
[0043]通過(guò)交流短路故障期間可靠的VSC交流電壓調(diào)節(jié)能力和LCC的強(qiáng)迫移相操作，故障電流趨近于反向，從而實(shí)現(xiàn)故障電流降為零并清除該短路故障。
[0044]進(jìn)一步優(yōu)選的方案為，為了加速故障清除過(guò)程，VSC的調(diào)制度(Modulat1n Index,MD將增加至其最大值。增加MI的目的是使LCC逆變器可以獲得最大的直流電壓從而加速直流回路中直流電流下降速率并最終使直流電流降為零。
[0045]實(shí)施例一提出的方法可以用于升壓型混合直流自耦變壓器。該方法通過(guò)直流自耦變壓器自身實(shí)現(xiàn)了直流故障清除。與雙VSC直流自耦變壓器相比，所提出的方案具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0046]在上述對(duì)實(shí)施例一的描述中，VSC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為三相半橋型兩電平電壓源變流器或其它公知拓?fù)涞碾妷涸磽Q流器(VSC)，例如三相全橋型兩電平VSC、三電平VSC、模塊化多電平VSC等；LCC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以為6脈動(dòng)變流器或基于其他公知技術(shù)的晶閘管變流器如12脈動(dòng)變流器等。
[0047]下面結(jié)合如圖1和圖3，對(duì)實(shí)施例二進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0048]當(dāng)直流變壓器控制保護(hù)系統(tǒng)檢測(cè)到高壓側(cè)的直流短路電流后，將強(qiáng)迫LCC觸發(fā)角移相至大于90°，從而使得LCC的工作模式轉(zhuǎn)為逆變器工作模式。LCC的直流電壓極性也將相應(yīng)反轉(zhuǎn)?；蛘邔?duì)LCC進(jìn)行閉鎖操作，即封鎖LCC中所有的晶閘管的觸發(fā)信號(hào)。
[0049]通過(guò)在電壓源變流器11交流側(cè)的每一相引入使該相交流電流趨近于降低的電壓，優(yōu)選的是，可以通過(guò)控制各個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT閥組的導(dǎo)通和關(guān)斷，來(lái)引入使該相交流電流趨近于降低的電壓；進(jìn)一步優(yōu)選地是，基于電壓源變流器11的橋臂電流，來(lái)控制所述IGBT閥組的導(dǎo)通和關(guān)斷，VSC逆變器橋臂上的IGBT閥組可以根據(jù)實(shí)施例二提出的方法，相應(yīng)的被導(dǎo)通或關(guān)斷，來(lái)降低并最終消除故障電流。
[0050]本實(shí)施例二用一個(gè)如圖3所示的混合型直流自耦變壓器出脈動(dòng)LCC+三相半橋型兩電平VSC)來(lái)闡述所提出方法的原理。假設(shè)當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，LCC整流器中的5號(hào)晶閘管閥和6號(hào)晶閘管閥正在導(dǎo)通。故障電流由兩部分組成。一部分是由400kV直流電壓源引起的直流短路電流分量，另一部分是由VSC逆變交流電壓引起的交流短路電流分量。
[0051]為了消除故障電流，將強(qiáng)迫LCC觸發(fā)角移相至大于90°，從而使得LCC的工作模式轉(zhuǎn)為逆變器工作模式，LCC的直流電壓極性也將相應(yīng)反轉(zhuǎn)；或閉鎖LCC。同時(shí)，VSC橋臂上的IGBT閥組(編號(hào)為1’，2’，3’，4’，5’和6’ )將根據(jù)流過(guò)A相，B相和C相的電流方向，被導(dǎo)通或關(guān)斷。電流正方向如圖3所示定義如下:從換流器交流端子流向變壓器繞組。
[0052]1.如果A相的電流是正的，則I’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷，并且2’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通。如果A相的電流是負(fù)的，則I’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通，并且2’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷。
[0053]2.如果B相的電流是正的，則3’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷，并且4’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通。如果B相的電流是負(fù)的，則3’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通，并且4’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷。
[0054]3.如果C相的電流是正的，則5’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷，并且6’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通。如果C相的電流是負(fù)的，則5’號(hào)IGBT閥組被導(dǎo)通，并且6’號(hào)IGBT閥組被關(guān)斷。
[0055]為簡(jiǎn)化描述，將IGBT閥組中的1’、3’、5’閥組稱為低壓直流側(cè)IGBT閥組，2’、4’、6’閥組稱為中性線側(cè)IGBT閥組。
[0056]閥組的控制為:分別檢測(cè)流過(guò)電壓源變流器11的交流側(cè)的每一相的電流方向，并根據(jù)電流方向進(jìn)行如下操作:
[0057]1.如果檢測(cè)到某一相電流從IGBT閥組流向換流變壓器13，則將連接該相的某個(gè)低壓直流側(cè)IGBT閥組關(guān)斷，同時(shí)將連接該相的某個(gè)中性線側(cè)IGBT閥組導(dǎo)通；
[0058]2.如果檢測(cè)到某一相電流從換流變壓器13流向IGBT閥組，則將連接該相的某個(gè)低壓直流側(cè)IGBT閥組導(dǎo)通，并且將連接該相的某個(gè)中性線側(cè)IGB