[发明专利]具有基于相臂电流选择的单元的多电平转换器

说明书

技术领域

本发明大体涉及多电平转换器。更具体地，本发明涉及用于在多电平转换器的相臂中选择用于电压贡献的开关单元的方法和计算机程序产品、用于多电平转换器的单元选择控制设备以及多电平转换器。

背景技术

多电平转换器意在使用于多个不同的电力传输环境。它们可能例如在直流电力传输系统中用作电压源转换器。它们也可以用作无功补偿电路，诸如静态VAR补偿器。多电平转换器然后典型地基于多个转换器单元，其中单元基本提供为零或者基于单元的能量存储元件的电压(诸如，跨单元电容器的电压)的电压贡献。

在这些多电平转换器的操作中，通常提供基准电压，单元一起被开关以类似于该基准电压。此外，在操作中，单元将通常被充电或放电。为了允许该充电和放电，单元可以进一步在单元电压范围中操作，该单元电压范围由上单元电压边界或下单元电压边界界定。单元通常不允许具有在上单元电压边界以上的电压或在下单元电压边界以下的电压。

在该开关中，单元因此被开关用于获得基准电压并且用于使单元电压不出单元电压范围之外，后面的控制也被称为单元电压平衡。然而，开关与损耗以及诸如引起纹波的不期望的现象相关联。因此，很有兴趣减少开关

一种降低用于负载平衡目的的开关的方式在CN10213016中进行了描述，其中单元具有基于电流方向选择的最高和最低单元电压。

然而，还存在以在多电平转换器中开关单元以便降低开关损耗的方式的改进的需要。

发明内容

本发明涉及降低由在多电平转换器中的开关引起的损耗。

根据本发明的一方面通过在多电平转换器的相臂中选择用于电压贡献的开关单元的方法实现该目的，该多电平转换器操作以在交流(AC)和直流(DC)之间转换，该方法由转换器的电压平衡元件来执行并且包括基于相臂的基准电压和相臂电流的幅值从多电平转换器的选择对AC电压输出做出贡献的单元。

根据本发明的第二方面通过用于在交流(AC)和直流(DC)之间转换的多电平转换器的单元选择控制设备来实现该目的，并且包括至少一个具有单元的相臂，单元选择控制设备包括

平衡控制元件，被配置为

获得用于相臂的基准电压，

获得运行通过相臂的电流的测量，以及

基于基准单元和相臂电流的幅值从多电平转换器选择对AC电压输出贡献的单元。

根据本发明的第三方面通过操作为在交流(AC)和直流(DC)之间转换的多电平转换器来实现该目的，该多电平转换器包括

至少一个具有多个单元的相臂，

被配置为测量运行通过相臂的电流的相臂电流检测器，

控制单元，包括

被配置为提供用于相臂的基准电压的电压电平控制元件，以及

根据第二方面的平衡控制元件。

根据本发明的第四方面通过以下计算机程序产品来实现该目的，该计算机程序产品用于在操作为在交流(AC)和直流(DC)之间转换的电压源转换器的相臂中选择用于电压贡献的单元，

该计算机程序产品被提供为包括计算机程序代码的数据载体，在计算机程序代码加载至单元选择控制设备中时，该计算机程序代码被配置为使得单元选择控制设备的平衡控制元件用以

获得用于相臂的基准电压，

获得在相臂中运行的电流的测量，以及

基于基准电压和相臂电流的幅值选择用于对AC电压输出贡献的单元。

本发明具有多个优势。允许在多电平转换器的高电流电平处的开关被最小化，这导致多电平转换器的较低的总开关损耗。该发明也允许开关频率被保持为低并且与可接受的范围中保持系统性能相结合。

附图说明

以下将参考附图描述本发明，其中

图1示意性地示出了在两个极之间连接的基于单元的电压源转换器，

图2示意性地示出了第一类型的电压源转换器单元的结构，

图3示意性地示出了第二类型的电压源转换器单元的结构，

图4示意性地示出了第三类型的电压源转换器单元的结构，

图5示意性地示出了电压源转换器的相臂的电流和电压，

图6示意性地示出了根据本发明的第一方面的选择单元的方法的流程图，

图7示意性地示出了根据本发明的第二方面的选择单元的方法的流程图，

图8示意性地示出了包括用于实施本发明的方法的计算机程序代码的计算机程序产品。

具体实施方式

以下将给出本发明的优选实施例的详细描述。