專(zhuān)利名稱(chēng)：電壓源型濾波換流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓源型濾波換流器。
背景技術(shù)：
隨著大功率全控型電力電子器件制造水平的提高以及以擠壓式聚合物為絕緣材料的新型
直流電纜的出現(xiàn)，具有自換相能力的電壓源型換流器(vsc)在直流輸配電和柔性交流輸電領(lǐng)
域中的應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)界和工程界廣泛的關(guān)注。目前，電壓源型換流器的主電氣設(shè)備一般是
由換流電抗器、高通濾波器、采用可關(guān)斷器件(GTO、 IGBT、 IGCT等)的三相橋式換流閥組、直流電容器四部分構(gòu)成。其中，為了實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)以及電網(wǎng)與換流器間電壓電流的變換，變壓器也是必不可少的。在有些情況下，將電壓源型換流器中的換流電抗器直接用變壓器代替，此時(shí)，變壓器兼具實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與換流器間有功功率和無(wú)功功率交換的功能。雖然目前的電壓源型換流器具有比較好的四象限運(yùn)行能力，與電流源型換流器相比較，產(chǎn)生的諧波比較少，所需的濾波容量相對(duì)也比較小。但是，不可否認(rèn)的是，由于換流閥組所采用的電力電子器件固有的非線性特性，電壓源型換流器對(duì)電網(wǎng)而言依然是一個(gè)諧波源，其向電網(wǎng)輸出的電流諧波的大小與其產(chǎn)生的諧波電壓、開(kāi)關(guān)頻率和接入阻抗等因素有關(guān)。特別是，當(dāng)其輸出基波電流為0時(shí)，將成為一個(gè)純粹的諧波源。而且，電壓源型換流器產(chǎn)生的諧波通常是高頻諧波，這不僅會(huì)加劇換流電抗器和/或變壓器的附加損耗、振動(dòng)與噪音，而且會(huì)對(duì)周?chē)目刂婆c保護(hù)設(shè)備、通信設(shè)備、以及居民生活質(zhì)量帶來(lái)諸多不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)在電壓源型換流器存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種具有的電壓源型濾波換流器。本發(fā)明可以解決諧波對(duì)現(xiàn)有電壓源型換流器中的換流電抗器和變壓器的不利影響
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是包括變壓器、高通濾波器、含自關(guān)斷功率器件的橋式換流閥組、直流電容器四部分，所述變壓器的輸出接橋式換流閥組的輸入，橋式換流閥組的輸出端并接直流電容器，高通濾波器接在變壓器二次側(cè)延邊三角形繞組的角接處，或者變壓器的第三繞組處。
上述的電壓源型濾波換流器中，所述變壓器采用星型/延邊三角形接線。上述的電壓源型濾波換流器中，所述變壓器采用星形/三角形/三角形接線。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明在電壓源型濾波換流器的變壓器的延邊三角形繞組的延邊繞組和三角形繞組的角接處設(shè)置高通濾波器，這樣電壓源型換流器產(chǎn)生的諧波電流作用于換流器交流側(cè)的變壓器及其配套高通阻尼支路時(shí)，由于變壓器二次側(cè)延邊三角形接線的角接三角形繞組的等值阻抗或者二次側(cè)第三繞組的等值阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一次側(cè)繞組的等值阻抗，并且，由于角接三角形繞組或者第三繞組接入了對(duì)高次諧波具有高通作用的阻尼濾波支路，這就限制了高次諧波電流只在角接三角形繞組或者第三繞組與阻尼濾波支路構(gòu)成的閉合環(huán)路中流通， 一次側(cè)繞組中高次諧波電流的含量很小。這種技術(shù)效果是目前電壓源型換流器無(wú)法做到的，對(duì)現(xiàn)有的電壓源型換流器而言，諧波電流在換流電抗器或者變壓器繞組中自有流通，得不到任何的抑制。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖l是本發(fā)明的第一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖2是本發(fā)明的第二個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
圖3是本發(fā)明第一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中變壓器和高通濾波器的接線圖。圖4是本發(fā)明第二個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中變壓器和高通濾波器的接線圖。圖5是本發(fā)明構(gòu)成的第一個(gè)直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖6是本發(fā)明構(gòu)成的第二個(gè)直流輸電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖l， l表示二次側(cè)繞組采用延邊三角形接線的新型變壓器，它不僅具有實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和換流器間電壓電流變換的功能，還充分利用了自身的漏抗，兼具了現(xiàn)有電壓源型換流器中換流電抗器的功能；2表示對(duì)高次諧波具有阻尼效果的高通濾波器。l和2的具體接線方案如圖3所示。3表示采用自關(guān)斷器件的橋式換流閥組，4表示直流電容器。由l、 2、 3、 4共同構(gòu)成了本發(fā)明的第一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在圖2中，5表示三繞組變壓器，同樣地，它不僅具有聯(lián)絡(luò)外部電網(wǎng)的功能，還兼具了現(xiàn)有電壓源型換流器中換流電抗器的功能。6表示對(duì)高次諧波具有阻尼效果的高通濾波器。5和6的具體接線方案如圖4所示。類(lèi)似地，7表示采用自關(guān)斷器件的橋式換流閥組，8表示直流電容器。由5、 6、 7、 8共同構(gòu)成了本發(fā)明的第二種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
由此可知，本發(fā)明提出的兩種電壓源型濾波換流器具有明顯的集成化設(shè)計(jì)的特征，它相當(dāng)于將目前的電壓源型換流器交流側(cè)的換流電抗器、高通阻尼濾波器、變壓器集成化為新型變壓器及其配套阻尼濾波支路，這在應(yīng)用于實(shí)際的直流輸電換流站時(shí)，有利于模塊化封裝，節(jié)約換流站的用地資源，降低換流站的投資成本。
圖5表示本發(fā)明應(yīng)用于直流輸電時(shí)，構(gòu)成的第一種具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型直流輸電系統(tǒng)。圖中，13表示采用圖1所示本發(fā)明第一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型換流站1; 14表示直流輸電線路；15表示采用圖1所示本發(fā)明第一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型換流站2。當(dāng)換流站l作為整流站運(yùn)行時(shí)，負(fù)責(zé)將交流電轉(zhuǎn)變成直流電，此時(shí)，換流站2將作為逆變站運(yùn)行，負(fù)責(zé)將從換流站l通過(guò)直流輸電線路輸送過(guò)來(lái)的直流電轉(zhuǎn)換成交流電。相反地，當(dāng)電能從換流站2輸送至換流站1時(shí)，換流站2作為整流站運(yùn)行，而換流站l作為逆變站運(yùn)行。
圖6表示本發(fā)明應(yīng)用于直流輸電時(shí)，構(gòu)成的第二種具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型直流輸電系統(tǒng)。圖中，16表示采用圖2所示本發(fā)明第二種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型換流站1; 17表示直流輸電線路；18表示采用圖2所示本發(fā)明第二種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型換流站2。交直流電能的變換與輸送過(guò)程與上述的圖5所示的第一種具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電壓源型直流輸電系統(tǒng)的過(guò)程類(lèi)似。
權(quán)利要求
1.一種電壓源型濾波換流器，其特征在于包括變壓器、高通濾波器、含自關(guān)斷功率器件的橋式換流閥組、直流電容器四部分，所述變壓器的輸出接橋式換流閥組的輸入，橋式換流閥組的輸出端并接直流電容器，高通濾波器接在變壓器二次側(cè)延邊三角形繞組的角接處，或者變壓器的第三繞組處。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓源型濾波換流器，其特征在于所述變壓器采用星型/延邊三角形接線。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電壓源型濾波換流器，其特征在于所述變壓器采用星形/三角形/三角形接線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電壓源型濾波換流器。它包括變壓器、高通濾波器、含自關(guān)斷功率器件的橋式換流閥組、直流電容器。所述變壓器采用星形/延邊三角形或者星形/三角形/三角形接線；所述高通濾波器并接于變壓器的延邊三角形繞組的延邊繞組和三角形繞組的角接處，或者并接于變壓器的第三繞組處。這種電壓源型濾波換流器具有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，又可構(gòu)成兩種具有新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流輸電系統(tǒng)。本發(fā)明可有效降低諧波對(duì)換流電抗器和變壓器的不利影響。
文檔編號(hào)H02M7/12GK101662220SQ20091030806
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者黑漢斯 克里斯蒂安., 勇 李, 羅隆福, 許家柱, 邵鵬飛 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)