CN109149980A - 一种改变子模块输出电压极性电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改变子模块输出电压极性电路，属于中压、高压、特高压直流输电技术领域和大功率电力电子技术领域。该子模块极性改变电路将一组串联连接的单极性子模块，作为全控桥式电路的直流侧电源，通过全控桥式电路的快速控制，改变该组单极性子模块的输出电压极性,使单极性子模块具备正、负极性电压输出能力。

Description

一种改变子模块输出电压极性电路
技术领域
本发明涉及一种改变子模块输出电压极性电路，属于大功率电力电子技术领域和直流输电领域。
背景技术
模块化多电平换流器由于诸多优点，得到了越来越多的应用，已广泛应用在中压、高压、特高压柔性直流输电领域和其他大功率电力电子技术领域。
组成模块化多电平换流器的子模块有多种结构，如半桥子模块，全桥子模块等，其中基于半桥子模块结构的换流器结构最为简单，电力电子器件的利用率最高，最为经济，因而基于半桥子模块拓扑的模块化多电平换流器得到了广泛的应用。但半桥子模块拓扑在换流器直流侧发生故障时，交流和直流之间存在不可控通路，因而没有直流故障自清除能力，这一缺点使得半桥子模块拓扑不能直接应用在更为广泛的场合，比如在架空线路、多端直流输电***和直流电网等场合应用。具备正极性、负极性输出能力子模块，如全桥子模块，因而换流器正常运行和故障期间，可以输出正、负电平，具备更多的控制特性和能力，因此应用场景更为广泛，比如在架空线路直流输电、多端直流输电***、直流电网和其他大功率电力电子应用场合。
上述缺点的本质原因是半桥子模块只能输出单极性电平，没有负极性输出能力。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种改变子模块输出电压极性电路。
本发明的目的在于使一组串联连接的单极性子模块，具备快速负极性电平输出能力，使单极性子模块具备更为广泛的应用场景。
本发明所采用的技术方案是：将一组串联连接的单极性子模块，作为全控桥式电路的直流侧电源，通过全控桥式电路的快速控制，改变该组单极性子模块的输出电压极性。
与现有技术相比，本发明具有的优势为：
1.通过一个全控桥式电路，就可以将一组串联连接的单极性子模块，在瞬间具备正、负极性输出能力，从外部特性表现上具备全桥子模块特性。
2. 一组单极性子模块具备正、负极性输出能力，仅仅需要一个全控桥式电路，相比一组全桥子模块，可以节省大量电力电子器件，经济性显著。尤其是串联连接的单极性子模块数目很多时，比如在柔性直流输电和高电压等级柔***流输电中，通常需要几百个单极性子模块串联运行，此种场景的应用经济性尤其突出。
附图说明
图1示出了一种改变子模块输出电压极性的电路。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1的操作原理是，通过控制***使全控桥式电路中全控电力电子器件T1和T4开通，全控桥式电路输出0电位或一组正极性多电平电位，具体电平数由该组单极性子模块决定。当换流器需要该组单极性子模块输出一组负极性多电平电位时，通过控制***该组单极性子模块输出0电位，然后使通过控制***使全桥子模块T2和T3开通，同时使全桥子模块T1和T4关断，此时串联单极性子模块组输出0电位或一组正极性多电平电位，而全控桥式电路输出0电位或一组负极性多电平电位，具体电平数由该组单极性子模块决定。
同理，通过全控桥式电路控制***，也可以使该组单极性子模块从负极性切换为正极性输出。
最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (4)

1.一种改变子模块输出电压极性电路，其特征在于：在全控桥式电路的直流侧，嵌套一组串联的单极性子模块，通过全控桥式电路的快速控制，可以快速改变该组单极性子模块的输出电压极性。
2.根据权利要求1所述的一种改变子模块输出电压极性电路，其特征在于：正常运行时通过全控桥式电路的全控型开关器件，可以输出0电位和一组正极性模块化多电平电位；当换流器需要该全控桥式电路输出负极性时，经过全控桥式电路的操作，通过单极性子模块组输出0电位的过渡过程，控制全控型开关器件动作，使该子模块输出电压极性改变电路输出0电位和一组负极性模块化多电平电位；反之，也可以使该子模块输出电压极性改变电路输出电平从负极性切换为正极性。
3.根据权利要求1所述的一种改变子模块输出电压极性电路，其特征在于：单极性子模块电路包括单极性单电平和单极性多电平子模块；摘要附图和图1中所指的半桥子模块仅仅作为单极性子模块的例子。
4.根据权利要求1所述的一种改变子模块输出电压极性电路，其特征在于：可采用IGBT、IGCT、IEGT等全控型开关器件，该器件通常反并联一个续流二极管构成一个模块；为大功率场合应用需要，可以两个或多个全控型器件并联，续流二极管也可以多个并联，也可以是子模块并联。
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