[go: up one dir, main page]

CN106712248B - 一种子模块混合型换流器的充电方法 - Google Patents

一种子模块混合型换流器的充电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106712248B
CN106712248B CN201710029574.5A CN201710029574A CN106712248B CN 106712248 B CN106712248 B CN 106712248B CN 201710029574 A CN201710029574 A CN 201710029574A CN 106712248 B CN106712248 B CN 106712248B
Authority
CN
China
Prior art keywords
turn
bridge
full
cathode
bridge submodule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710029574.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106712248A (zh
Inventor
丁久东
卢宇
董云龙
李海英
田杰
邱德锋
姜田贵
连建阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Changzhou NR Electric Power Electronics Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN201710029574.5A priority Critical patent/CN106712248B/zh
Publication of CN106712248A publication Critical patent/CN106712248A/zh
Priority to PCT/CN2018/072417 priority patent/WO2018130205A1/zh
Priority to KR1020197019023A priority patent/KR102070554B1/ko
Priority to EP18739264.2A priority patent/EP3531531A4/en
Priority to MX2019007830A priority patent/MX2019007830A/es
Priority to US16/469,086 priority patent/US10763761B2/en
Priority to JP2019535316A priority patent/JP6716793B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of CN106712248B publication Critical patent/CN106712248B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between AC networks via a high-tension DC link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开一种子模块混合型换流器的充电方法，通过在充电过程中将全桥子模块由闭锁逐个变换为半闭锁的半控充电环节，在半桥子模块不受控阶段抬高半桥子模块电压达到半桥子模块自取能电源的启动工作点，从而提高子模块自取能电源的启动工作点，降低子模块自取能电源的设计难度。本发明还公开另外一种子模块混合型换流器的充电方法，通过在充电过程中将全桥子模块由闭锁逐个变换为旁路的半控充电环节，同样可以实现上述目标。

Description

一种子模块混合型换流器的充电方法
技术领域
本发明涉及柔性直流输配电领域，具体涉及一种子模块混合型换流器的充电方法。
背景技术
柔性直流采用电压源型换流器，可以独立、快速控制控制有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高并网交流系统的稳态性能。柔性直流在新能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市配网供电等领域具有较大的优势。换流器是柔性直流技术的核心装备，模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)因其具有模块化设计、开关频率低、谐波性能好等优点而成为当前柔性直流工程的首选方案。
目前已投入运行的基于MMC方案的柔性直流工程均采用基于半桥子模块的模块化多电平换流器(half bridge sub-module based modular multilevel converter，HB-MMC)方案，当换流器直流侧发生短路故障，交流电源、半桥子模块中的反并联二极管以及短路故障点将形成短路回路，由于现阶段高压直流断路器技术及制造工艺尚不成熟，因此需要通过分断交流断路器来切断故障回路并等待故障电流自然衰减到0后才能重新启动，该方案恢复供电的延时较长，降低了供电可靠性。
为了使得换流器具有直流故障清除能力，国内外学者提出了诸多新型拓扑。其中MMC的提出者，德国学者R.Marquart提出了以子模块为基本功率单元的广义MMC概念并提出了全桥子模块(full bridge sub-module，FBSM)等新型子模块拓扑。但是基于全桥子模块的模块化多电平换流器(full bridge sub-module based modular multilevelconverter，FB-MMC)开关器件较多，开关器件利用率不高，运行损耗大。为此专利WO2012103936A1提出了基于半桥和全桥子模块的混合型模块化多电平换流器(HBFB-MMC)方案，其兼具HB-MMC和FB-MMC的优点，在具有直流故障清除能力的同时还比FB-MMC方案减少开关器件约1/4，因此该方案具有广阔的应用前景。
HBFB-MMC方案中，子模块混合型换流器如图1所示，包含至少一个相单元，各相单元包含上桥臂和下桥臂，上、下桥臂包含相互串联的至少一个半桥子模块、至少一个全桥子模块和至少一个电抗器，换流器交流侧通过充电电阻及其旁路开关、进线开关与交流电网相连。半桥子模块至少包括两个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，一号桥的负极作为半桥子模块的第二端点，一号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极与储能元件的负极相连。全桥子模块至少包括四个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，第三可关断器件的负极与第四可关断器件的正极相连构成二号桥，第三可关断器件的正极作为二号桥的正极，第四可关断器件的负极作为二号桥的负极，第三可关断器件与第四可关断器件的连接点作为全桥子模块的第二端点，一号桥的正极、二号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极、二号桥的负极与储能元件的负极相连。
不控充电时所有半桥子模块闭锁，所有全桥子模块闭锁。半桥子模块不控充电的示意图如图5所示，当电流从第一端点流入的时候半桥子模块的储能元件串入充电回路，储能元件充电，当电流从第一端点流出的时候半桥子模块的储能元件没有串入充电回路，储能元件不充电；全桥子模块不控充电的示意图如图6所示，当电流从第一端点流入的时候全桥子模块的储能元件串入充电回路，储能元件充电，当电流从第一端点流出的时候全桥子模块的储能元件也串入充电回路，储能元件充电。由于全桥子模块的充电时间大约是半桥子模块的两倍，因此不控充电时全桥子模块的电压大约是半桥子模块的两倍。而在高压场合子模块的工作需要依赖于自取能电源，一般情况下自取能电源的启动电压不能很低，这样在交流不控充电阶段半桥子模块不受控，无法执行下一步的全控充电过程。因此需要设计一种子模块混合型换流器的充电方法来使得在半桥子模块不受控阶段可以抬升半桥子模块电压，从而提高子模块自取能电源的启动工作点，降低子模块自取能电源的设计难度。
发明内容
本发明的目的在于针对基于半桥和全桥子模块的模块化多电平换流器交流不控充电的特点，提供一种子模块混合型换流器的充电方法，实现HBFB-MMC换流器在子模块自取能电源的启动电压不降低的情况下顺利充电，完成启动过程。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种子模块混合型换流器的充电方法，所述方法的具体充电步骤包括：
步骤(1)、换流器执行不控充电过程；
步骤(2)、全桥子模块自取能电源进行取能，取能成功后按电压从高到低顺次半闭锁全桥子模块，逐个或者一次多个地增加全桥子模块半闭锁的数目，过程中，未被旁路的其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块维持闭锁状态；
步骤(3)、当所有全桥子模块半闭锁后，换流器执行全控充电过程。
作为本发明的进一步优选方案，所述半桥子模块至少包括两个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，一号可关断器件的负极与二号可关断器件的正极相连构成一号桥，一号可关断器件的正极作为一号桥的正极，二号可关断器件的负极作为一号桥的负极，一号可关断器件与二号可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，一号桥的负极作为半桥子模块的第二端点，一号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极与储能元件的负极相连；
所述全桥子模块至少包括四个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，第三可关断器件的负极与第四可关断器件的正极相连构成二号桥，第三可关断器件的正极作为二号桥的正极，第四可关断器件的负极作为二号桥的负极，第三可关断器件与第四可关断器件的连接点作为全桥子模块的第二端点，一号桥的正极、二号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极、二号桥的负极与储能元件的负极相连。
作为本发明的进一步优选方案，步骤(2)所述全桥子模块半闭锁具体为：全桥子模块的第一可关断器件开通，第二、三、四可关断器件关断或者第一、二、三可关断器件关断，第四可关断器件开通。
作为本发明的进一步优选方案，步骤(3)所述全控充电指部分半桥子模块闭锁、部分半桥子模块旁路；部分全桥子模块半闭锁、部分全桥子模块旁路。
作为本发明的进一步优选方案，所述半桥子模块旁路指半桥子模块的一号可关断器件关断，二号可关断器件开通。
作为本发明的进一步优选方案，所述全桥子模块旁路具体为：全桥子模块的第一、三可关断器件关断，第二、四可关断器件开通或者第一、三可关断器件开通，第二、四可关断器件关断。
本发明还公开了一种子模块混合型换流器的充电方法，所述方法的具体充电步骤包括：
步骤一、换流器执行不控充电过程；
步骤二、全桥子模块自取能电源进行取能，取能成功后按电压从高到低旁路全桥子模块，逐个或者一次多个地增加全桥子模块旁路的数目，过程中，未被旁路的其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块维持闭锁状态；
步骤三、当半桥子模块平均电压大于全桥子模块平均电压的K倍后，半闭锁所有全桥子模块，闭锁所有半桥子模块，其中0.6<K<1.4；
步骤四、换流器执行全控充电过程。
作为本发明的进一步优选方案，步骤四所述全控充电具体为：部分半桥子模块闭锁、部分半桥子模块旁路；部分全桥子模块半闭锁、部分全桥子模块旁路。
作为本发明的进一步优选方案，所述半桥子模块至少包括两个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，一号可关断器件的负极与二号可关断器件的正极相连构成一号桥，一号可关断器件的正极作为一号桥的正极，二号可关断器件的负极作为一号桥的负极，一号可关断器件与二号可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，一号桥的负极作为半桥子模块的第二端点，一号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极与储能元件的负极相连；
所述全桥子模块至少包括四个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，第三可关断器件的负极与第四可关断器件的正极相连构成二号桥，第三可关断器件的正极作为二号桥的正极，第四可关断器件的负极作为二号桥的负极，第三可关断器件与第四可关断器件的连接点作为全桥子模块的第二端点，一号桥的正极、二号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极、二号桥的负极与储能元件的负极相连。
作为本发明的进一步优选方案，所述全桥子模块半闭锁具体为：全桥子模块的第一可关断器件开通，第二、三、四可关断器件关断或者第一、二、三可关断器件关断，第四可关断器件开通。
作为本发明的进一步优选方案，所述半桥子模块旁路具体为：半桥子模块的一号可关断器件关断，二号可关断器件开通。
作为本发明的进一步优选方案，所述全桥子模块旁路具体为：全桥子模块的第一、三可关断器件关断，第二、四可关断器件开通或者第一、三可关断器件开通，第二、四可关断器件关断。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的充电方法，在半桥子模块不受控阶段可以抬升半桥子模块电压；
(2)本发明提供的充电方法，可以提高子模块自取能电源的启动工作点，降低子模块自取能电源的设计难度，实现HBFB-MMC换流器在子模块自取能电源的启动电压不降低的情况下顺利充电，完成启动过程。
附图说明
图1是基于半桥和全桥子模块的混合型模块化多电平换流器；
图2是柔性直流换流站单线图；
图3是充电流程图一；
图4是充电流程图二；
图5是半桥子模块闭锁示意图；
图6是全桥子模块闭锁示意图。
图7是全桥子模块半闭锁示意图；
图8是半桥子模块旁路示意图；
图9是全桥子模块旁路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
以下实施例中提到的子模块混合型换流器如图1所示，其中，半桥子模块的第一可关断器件Q1h，第二可关断器件Q2h；全桥子模块的第一可关断器件为Q1f，第二可关断器件Q2f，第三可关断器件Q3f，第四可关断器件Q4f。
一种子模块混合型换流器的充电方法，换流器交流侧通过充电电阻及其旁路开关、进线开关与交流电网相连，如图2所示，充电步骤如图3所示，具体步骤如下：
(1)合上进线开关QF，使得换流阀带充电电阻不控充电，充电电流小于设定值Iset或直流电压大于设定值Uset后合上旁路开关QA，旁路充电电阻，其中Iset<0.1pu，Uset>0，此时全桥子模块电压大约是半桥子模块电压的两倍，并且二者的电压都较低；
(2)全桥子模块自取能电源取能成功后选择电压最高的N个全桥子模块半闭锁，N从0开始逐渐增大，其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块闭锁，随着N的逐渐增大，半桥子模块电压平均电压逐渐增大，全桥子模块平均电压电压也逐渐增大，并且二者逐渐接近，所有全桥子模块电压均衡；
(3)所有全桥子模块半闭锁后，半桥子模块平均电压与全桥子模块平均电压接近，再执行全控充电过程。
全桥子模块半闭锁指关断Q1f、Q2f、Q3f,开通Q4f或者关断Q2f、Q3f、Q4f，开通Q1f，如图7所示。
半桥子模块旁路指关断Q1h，开通Q2h，如图8所示，全桥子模块旁路指关断Q1f、Q3f，开通Q2f、Q4f或者或者关断Q2f、Q4f，开通Q1f、Q3f，如图9所示。
全控充电以两种子模块的电压均衡为控制目标，如果半桥子模块和全桥子模块集中排序，那么根据现有文献提供的均压策略和选通方法工作，如果半桥子模块和全桥子模块分组排序，那么根据现有文献对每个桥臂总的旁路数量进行分配，再根据现有文献提供的均压策略和选通方法工作。
一种子模块混合型换流器的充电方法，换流器交流侧通过充电电阻及其旁路开关、进线开关与交流电网相连，如图2所示，充电步骤如图4所示，具体步骤如下：
(1)合上进线开关QF，使得换流阀带充电电阻不控充电，充电电流小于设定值Iset或直流电压大于设定值Uset后合上旁路开关QA，旁路充电电阻，其中Iset<0.1pu，Uset>0，此时全桥子模块电压大约是半桥子模块电压的两倍，并且二者的电压都较低；
(2)全桥子模块自取能电源取能成功后选择电压最高的N个全桥子模块旁路，N从0开始逐渐增大，其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块闭锁，随着N的逐渐增大，半桥子模块电压平均电压逐渐增大，所有全桥子模块电压均衡；
(3)半桥子模块平均电压大于全桥子模块平均电压的K倍后所有全桥子模块半闭锁，所有半桥子模块闭锁，其中0.6<K<1.4；
(4)执行全控充电过程。
全桥子模块半闭锁指关断Q1f、Q2f、Q3f,开通Q4f或者关断Q2f、Q3f、Q4f，开通Q1f，如图7所示。
半桥子模块旁路指关断Q1h，开通Q2h，如图8所示，全桥子模块旁路指关断Q1f、Q3f，开通Q2f、Q4f或者或者关断Q2f、Q4f，开通Q1f、Q3f，如图9所示。
全控充电以两种子模块的电压均衡为控制目标，如果半桥子模块和全桥子模块集中排序，那么根据现有文献提供的均压策略和选通方法工作，如果半桥子模块和全桥子模块分组排序，那么根据现有文献对每个桥臂总的旁路数量进行分配，再根据现有文献提供的均压策略和选通方法工作。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (12)

1.一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述方法的具体充电步骤包括：
步骤(1)、换流器执行不控充电过程；
步骤(2)、全桥子模块自取能电源进行取能，取能成功后按电压从高到低顺次半闭锁全桥子模块，逐个或者一次多个地增加全桥子模块半闭锁的数目，过程中，未被旁路的其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块维持闭锁状态；
步骤(3)、当所有全桥子模块半闭锁后，换流器执行全控充电过程。
2.如权利要求1所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述半桥子模块至少包括两个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，一号可关断器件的负极与二号可关断器件的正极相连构成一号桥，一号可关断器件的正极作为一号桥的正极，二号可关断器件的负极作为一号桥的负极，一号可关断器件与二号可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，一号桥的负极作为半桥子模块的第二端点，一号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极与储能元件的负极相连；
所述全桥子模块至少包括四个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，第三可关断器件的负极与第四可关断器件的正极相连构成二号桥，第三可关断器件的正极作为二号桥的正极，第四可关断器件的负极作为二号桥的负极，第三可关断器件与第四可关断器件的连接点作为全桥子模块的第二端点，一号桥的正极、二号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极、二号桥的负极与储能元件的负极相连。
3.如权利要求2所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，步骤(2)所述全桥子模块半闭锁具体为：全桥子模块的第一可关断器件开通，第二、三、四可关断器件关断或者第一、二、三可关断器件关断，第四可关断器件开通。
4.如权利要求1所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，步骤(3)所述全控充电指部分半桥子模块闭锁、部分半桥子模块旁路；部分全桥子模块半闭锁、部分全桥子模块旁路。
5.如权利要求2或4所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述半桥子模块旁路指半桥子模块的一号可关断器件关断，二号可关断器件开通。
6.如权利要求2或4所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述全桥子模块旁路具体为：全桥子模块的第一、三可关断器件关断，第二、四可关断器件开通或者第一、三可关断器件开通，第二、四可关断器件关断。
7.一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述方法的具体充电步骤包括：
步骤一、换流器执行不控充电过程；
步骤二、全桥子模块自取能电源进行取能，取能成功后按电压从高到低旁路全桥子模块，逐个或者一次多个地增加全桥子模块旁路的数目，过程中，未被旁路的其余全桥子模块闭锁，所有半桥子模块维持闭锁状态；
步骤三、当半桥子模块平均电压大于全桥子模块平均电压的K倍后，半闭锁所有全桥子模块，闭锁所有半桥子模块，其中0.6<K<1.4；
步骤四、换流器执行全控充电过程。
8.如权利要求7所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，步骤四所述全控充电具体为：部分半桥子模块闭锁、部分半桥子模块旁路；部分全桥子模块半闭锁、部分全桥子模块旁路。
9.如权利要求7所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述半桥子模块至少包括两个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，一号可关断器件的负极与二号可关断器件的正极相连构成一号桥，一号可关断器件的正极作为一号桥的正极，二号可关断器件的负极作为一号桥的负极，一号可关断器件与二号可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，一号桥的负极作为半桥子模块的第二端点，一号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极与储能元件的负极相连；
所述全桥子模块至少包括四个带反并联二极管的可关断器件、一个储能元件，第一可关断器件的负极与第二可关断器件的正极相连构成一号桥，第一可关断器件的正极作为一号桥的正极，第二可关断器件的负极作为一号桥的负极，第一可关断器件与第二可关断器件的连接点作为半桥子模块的第一端点，第三可关断器件的负极与第四可关断器件的正极相连构成二号桥，第三可关断器件的正极作为二号桥的正极，第四可关断器件的负极作为二号桥的负极，第三可关断器件与第四可关断器件的连接点作为全桥子模块的第二端点，一号桥的正极、二号桥的正极与储能元件的正极相连，一号桥的负极、二号桥的负极与储能元件的负极相连。
10.如权利要求9所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述全桥子模块半闭锁具体为：全桥子模块的第一可关断器件开通，第二、三、四可关断器件关断或者第一、二、三可关断器件关断，第四可关断器件开通。
11.如权利要求8或9所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述半桥子模块旁路具体为：半桥子模块的一号可关断器件关断，二号可关断器件开通。
12.如权利要求9所述的一种子模块混合型换流器的充电方法，其特征在于，所述全桥子模块旁路具体为：全桥子模块的第一、三可关断器件关断，第二、四可关断器件开通或者第一、三可关断器件开通，第二、四可关断器件关断。
CN201710029574.5A 2017-01-16 2017-01-16 一种子模块混合型换流器的充电方法 Active CN106712248B (zh)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710029574.5A CN106712248B (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种子模块混合型换流器的充电方法
PCT/CN2018/072417 WO2018130205A1 (zh) 2017-01-16 2018-01-12 一种子模块混合型换流器的充电方法
KR1020197019023A KR102070554B1 (ko) 2017-01-16 2018-01-12 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법
EP18739264.2A EP3531531A4 (en) 2017-01-16 2018-01-12 METHOD FOR CHARGING A SUBMODULE-BASED HYBRID CONVERTER
MX2019007830A MX2019007830A (es) 2017-01-16 2018-01-12 Metodo de carga para convertidor hibrido basado en submodulos.
US16/469,086 US10763761B2 (en) 2017-01-16 2018-01-12 Charging method for sub-module based hybrid converter
JP2019535316A JP6716793B2 (ja) 2017-01-16 2018-01-12 サブモジュールベースのハイブリッドコンバータの充電方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710029574.5A CN106712248B (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种子模块混合型换流器的充电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106712248A CN106712248A (zh) 2017-05-24
CN106712248B true CN106712248B (zh) 2019-06-18

Family

ID=58907603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710029574.5A Active CN106712248B (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种子模块混合型换流器的充电方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10763761B2 (zh)
EP (1) EP3531531A4 (zh)
JP (1) JP6716793B2 (zh)
KR (1) KR102070554B1 (zh)
CN (1) CN106712248B (zh)
MX (1) MX2019007830A (zh)
WO (1) WO2018130205A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106712248B (zh) * 2017-01-16 2019-06-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块混合型换流器的充电方法
KR101943885B1 (ko) * 2017-06-02 2019-01-30 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
US11349384B2 (en) * 2018-02-23 2022-05-31 Hitachi Energy Switzerland Ag Energization of a converter including a mix of half-bridge and full-bridge submodules
CN109067162B (zh) * 2018-08-21 2020-06-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种混合型模块化多电平换流器的启动方法及装置
EP3683950A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur regelung eines modularer mehrpunktumrichters mit halb- und vollbrückenzellen
EP3713073A1 (de) * 2019-03-19 2020-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichter und verfahren zu dessen regelung
CN109980673B (zh) * 2019-04-03 2022-07-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法及控制系统
WO2021037346A1 (de) * 2019-08-27 2021-03-04 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum vorladen von modulen eines modularen multilevelstromrichters
CN113676061B (zh) * 2020-05-15 2023-06-27 南京南瑞继保电气有限公司 动态平衡式换流器系统及其控制方法
CN114070107B (zh) * 2020-07-31 2023-08-08 南京南瑞继保电气有限公司 混合型换流器的充电控制方法及装置
CN112366745B (zh) * 2020-10-10 2023-06-27 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种集中式模块化DC Chopper拓扑及控制方法
CN114447915B (zh) * 2020-11-02 2024-10-15 西安许继电力电子技术有限公司 一种电气化铁路同相供电装置启动方法及系统
EP4027506A1 (de) * 2021-01-08 2022-07-13 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Stromrichter und verfahren zum betreiben des stromrichters
EP4383539A1 (en) * 2022-12-08 2024-06-12 Hitachi Energy Ltd Method for energizing a modular multilevel converter
CN118783516B (zh) * 2024-09-09 2024-11-12 长江三峡集团实业发展(北京)有限公司 海上风电柔性直流输电系统送端预充电控制方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104917393A (zh) * 2015-06-09 2015-09-16 合肥科威尔电源系统有限公司 一种基于mmc技术的光伏储能一体化直流变换器结构
CN105207504A (zh) * 2015-10-09 2015-12-30 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种具有增强电压特性半桥全桥混合型的mmc拓扑
CN105656299A (zh) * 2015-01-30 2016-06-08 华北电力大学 一种适用于全桥模块化多电平换流器的启动策略
CN106787087A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 许继集团有限公司 混合式mmc排序均压充电方法、启动方法及装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4969614B2 (ja) * 2009-07-21 2012-07-04 株式会社日立製作所 電力変換装置
KR101507560B1 (ko) * 2009-07-31 2015-04-07 알스톰 그리드 유케이 리미티드 구성 가능한 하이브리드 컨버터 회로
WO2011113492A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Abb Research Ltd Converter cell for cascaded converters, control system and method for bypassing a faulty converter cell
US20130308235A1 (en) * 2011-02-01 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for eliminating a fault on a high-voltage dc line, system for transmitting an electric current via a high-voltage dc line, and converter
US9954358B2 (en) * 2012-03-01 2018-04-24 General Electric Technology Gmbh Control circuit
KR101698940B1 (ko) * 2012-03-22 2017-01-23 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 전력 전자 컨버터
CN102739030A (zh) * 2012-07-04 2012-10-17 浙江省电力试验研究院技术服务中心 一种全桥型mmc-hvdc的启动方法
CN102931863B (zh) * 2012-11-12 2015-04-15 华北电力大学 一种建立模块化多电平换流器的混合结构模型的方法
CN103051167B (zh) * 2012-12-12 2015-01-14 广东电网公司电力科学研究院 一种基于mmc的upqc充电启动方法
KR101636794B1 (ko) * 2013-08-12 2016-07-06 서울대학교산학협력단 고전압 전력 전송 시스템의 전류 억제 장치 및 그것의 제어 방법
CN105098812B (zh) * 2014-05-22 2018-03-30 南京南瑞继保电气有限公司 一种三极柔性直流输电系统和方法
CN104143831B (zh) * 2014-07-07 2016-07-06 华南理工大学 一种第三端模块化多电平换流器的预充电方法
US9806633B2 (en) * 2015-02-06 2017-10-31 Indian Institute Of Technology Bombay Modular multilevel current source and voltage source converters to increase number of output current levels and output voltage levels
DE102015109466A1 (de) * 2015-06-15 2016-12-15 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Stromrichter-Submodul mit Kurzschlusseinrichtung und Stromrichter mit diesem
CN105119508B (zh) * 2015-09-18 2017-09-22 山东建筑大学 全桥与半桥子模块混联的模块化多电平换流器及启动方法
US10460057B2 (en) * 2015-11-10 2019-10-29 Wei Li Apparatus and method for modelling a modular multilevel converter in an electronic simulator
KR101629397B1 (ko) * 2015-12-03 2016-06-13 연세대학교 산학협력단 비대칭 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어 장치 및 방법
JP6161774B2 (ja) * 2016-08-02 2017-07-12 三菱電機株式会社 送電系統システム、電力変換装置および開閉器
CN106712248B (zh) * 2017-01-16 2019-06-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块混合型换流器的充电方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105656299A (zh) * 2015-01-30 2016-06-08 华北电力大学 一种适用于全桥模块化多电平换流器的启动策略
CN104917393A (zh) * 2015-06-09 2015-09-16 合肥科威尔电源系统有限公司 一种基于mmc技术的光伏储能一体化直流变换器结构
CN105207504A (zh) * 2015-10-09 2015-12-30 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种具有增强电压特性半桥全桥混合型的mmc拓扑
CN106787087A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 许继集团有限公司 混合式mmc排序均压充电方法、启动方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Precharging and DC Fault Ride-Through of Hybrid MMC-Based HVDC Systems;Rong Zeng 等;《IEEE Transactions on Power Delivery》;20150630;第30卷(第3期);第1298-1306页
Start-up control and DC fault ride-through strategies of a hybrid MMC-HVDC system suitable for overhead line transmission;Jianzhong Xu 等;《2015 IEEE 2nd International Future Energy Electronics Conference (IFEEC)》;20151221;第1-6页

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020515212A (ja) 2020-05-21
CN106712248A (zh) 2017-05-24
EP3531531A4 (en) 2020-06-10
US20200076321A1 (en) 2020-03-05
US10763761B2 (en) 2020-09-01
KR20190086564A (ko) 2019-07-22
EP3531531A1 (en) 2019-08-28
KR102070554B1 (ko) 2020-01-29
MX2019007830A (es) 2019-09-09
WO2018130205A1 (zh) 2018-07-19
JP6716793B2 (ja) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106712248B (zh) 一种子模块混合型换流器的充电方法
CN106712238B (zh) 一种子模块混合型换流器的充电方法
Li et al. Hybrid cascaded modular multilevel converter with DC fault ride-through capability for the HVDC transmission system
CN105191108A (zh) 变换器
CN103078539A (zh) 一种模块化多电平换流器的充电方法
CN106787087A (zh) 混合式mmc排序均压充电方法、启动方法及装置
CN107732954B (zh) 一种电压源换流器单元在线投入控制方法及装置
CN116317661B (zh) 一种am-mmc的交流启动控制方法及控制系统
CN103915856A (zh) 一种基站并网-充电光伏微逆变器系统及其控制方法
CN106505606A (zh) 一种单箝位子模块型mmc‑hvdc远端启动方法
CN111917317A (zh) 一种能阻断直流故障的柔直换流器、子模块及其保护方法
Sun et al. A nonisolated bidirectional soft-switching power-unit-based DC–DC converter with unipolar and bipolar structure for DC networks interconnection
CN106602908A (zh) 一种级联式模块化电流源型变流器及其调制方法
CN106972541A (zh) 一种基于混合型子模块mmc的配电网多端柔性互联开关
CN212111631U (zh) 一种柔性直流输电系统分布式耗能装置的试验装置
CN109802571A (zh) 一种应用于三相固态变压器的冗余控制系统及方法
CN111884246B (zh) 一种分层混联直流输电系统的直流故障清除方法
CN115189341B (zh) 一种全直流电力系统
CN114552625B (zh) 一种mmc-mtdc系统直流短路故障的混合穿越方法
CN111371093B (zh) 一种非隔离型混合柔性合环装置及控制方法
CN107947610A (zh) 应用于柔性直流输电系统的mmc模块拓扑结构及其调制方法
CN107947611A (zh) 一种应用于柔性直流输电系统的mmc模块拓扑结构
CN208571715U (zh) 一种隔离对称式串联反激电路的电池储能系统
Du et al. Research on control strategy for hybrid MMC with a low full-bridge proportion
Barresi Multilevel power converters to integrate renewables and storages into electrical grids

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20241111

Address after: 211102, No. 69, Su Yuan Avenue, Jiangning District, Jiangsu, Nanjing

Patentee after: NR ELECTRIC Co.,Ltd.

Country or region after: China

Patentee after: NR ENGINEERING Co.,Ltd.

Patentee after: NR ELECTRIC POWER ELECTRONICS Co.,Ltd.

Address before: 211106 Suyuan Avenue, Jiangning District, Nanjing, Jiangsu Province, No. 69

Patentee before: NR ELECTRIC Co.,Ltd.

Country or region before: China

Patentee before: NR ENGINEERING Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right