多重旁路保护换流单元子模块及其控制方法、换流链

1.一种多重旁路保护换流单元子模块，包括：功率单元，包括功率半导体器件，所述功率单元的交流端引出；直流电容，与所述功率单元的直流端并联连接；控制单元，控制所述双稳态旁路开关的分闸或合闸以及所述常闭旁路开关；双稳态旁路开关，与所述功率单元的交流端并联连接；常闭旁路开关，与所述功率单元的交流端并联连接；若所述控制单元失效或电源失效时，所述双稳态旁路开关断开，所述常闭旁路开关处于闭合状态。 2.如权利要求1所述的子模块，还包括：双向可控晶闸管，与所述功率单元的交流端并联连接，所述双向可控晶闸管双向可控，具备可被整定的击穿电压值。 3.如权利要求1所述的子模块，还包括：供能单元，为所述控制单元提供电源，所述供能单元的能量来源于直流电容或线路CT。 4.如权利要求2所述的子模块，其中，所述双向可控晶闸管的击穿电压值为所述子模块的额定交流电压的1.3倍-2倍。 5.如权利要求2所述的子模块，其中，所述双向可控晶闸管的旁路动作时间<所述双稳态旁路开关的旁路动作时间<所述常闭旁路开关的旁路动作时间。 6.如权利要求1所述的子模块，其中，所述双稳态旁路开关包括：电磁机构，提供分闸力和合闸力；和/或永磁体，提供保持力。 7.如权利要求3所述的子模块，其中，所述控制单元失电时，所述双稳态旁路开关的分闸或合闸状态由失电前最后一次所述控制单元输出的信号决定，且状态保持。 8.如权利要求3所述的子模块，其中，控制所述双稳态旁路开关的分闸信号和合闸信号包括：脉冲信号或电平信号。 9.如权利要求1所述的子模块，其中，所述常闭旁路开关通过接收脉冲信号或电平信号，使所述常闭旁路开关内部电磁铁通电，使所述常闭旁路开关分开，并维持开断状态，电磁铁失电后，常闭旁路开关自动闭合。 10.如权利要求1所述的子模块，其中，所述功率单元包括：全桥电路，包括四组功率半导体器件；或半桥电路，包括两组功率半导体器件。 11.如权利要求1所述的子模块，还包括：过压保护电路，与所述功率单元的交流端并联连接，所述过压保护电路包括非线性电阻和/或功率半导体器件，所述功率半导体器件过压被动击穿。 12.一种换流链，包括至少两个如权利要求1至11之任一项所述的多重旁路保护换流单元子模块，所述子模块依次串联连接。 13.如权利要求12所述的换流链，所述换流链串联在线路中，通过无功或有功的注入调节线路潮流。 14.一种如权利要求1至11之任一项所述多重旁路保护换流单元子模块的启动控制方法，包括：在子模块启动之前，控制所述常闭旁路开关处于闭合状态；子模块完成启动后进入运行状态，控制所述常闭旁路开关分开，并维持输出到所述常闭旁路开关的输出脉冲信号或电平信号；控制所述双稳态旁路开关分开；控制功率单元中的功率半导体器件解锁工作。 15.如权利要求14所述的控制方法，其中，如果所述子模块包括双向可控晶闸管，所述控制所述双稳态旁路开关分开之前，包括：控制所述双向可控晶闸管导通；所述控制所述双稳态旁路开关分开之后，包括：检测所述双稳态旁路开关、所述常闭旁路开关均处于分断位置后，关断所述双向可控晶闸管。 16.一种如权利要求1至11之任一项所述多重旁路保护换流单元子模块的停机控制方法，包括：所述子模块停机时，闭锁所述功率单元中的功率半导体器件；控制所述双稳态旁路开关闭合；控制所述常闭旁路开关闭合。 17.如权利要求16所述的控制方法，其中，如果所述子模块包括双向可控晶闸管，所述控制所述双稳态旁路开关闭合之前，还包括：控制所述双向可控晶闸管导通；所述控制所述常闭旁路开关闭合之后，还包括：检测所述双稳态旁路开关、所述常闭旁路开关均处于分断位置后，关断所述双向可控晶闸管。 18.一种如权利要求1至11之任一项所述多重旁路保护换流单元子模块的故障处理方法，包括：检测到子模块发生故障，判断所述子模块的供能单元是否正常并且所述子模块的控制单元是否正常；如果所述供能单元和所述控制单元正常，则控制所述子模块停机或闭合双向可控晶闸管；如果所述供能单元和/或所述控制单元不正常，则控制所述双稳态旁路开关维持分开状态，控制所述常闭旁路开关闭合。 19.如权利要求18所述的故障处理方法，其中，所述子模块发生故障后，在故障处理执行过程中，功率单元的交流端电压超过双向可控晶闸管的击穿电压门槛值后，所述双向可控晶闸管击穿，将子模块旁路。