[发明专利]具有故障处理能力的双向功率转换

权利要求书

1.一种功率转换系统(100)，包括：

单极双向功率转换器(102)，包括DC端子和第一控制器(106)，所述第一控制器(106)可操作以仅产生跨所述DC端子的正值DC电压；以及

双极双向功率转换器(104)，包括与所述单极双向功率转换器(102)的所述DC端子串联连接的DC端子和第二控制器(108)，所述第二控制器(108)被操作以产生跨所述双极双向功率转换器(104)的所述DC端子的正值或负值DC电压，使得所述功率转换系统(100)的总电压为跨所述双极双向功率转换器(104)的所述DC端子的所述正值或负值DC电压与跨所述单极双向功率转换器(102)的所述DC端子的所述正值DC电压之和；

其中所述第二控制器(108)进一步可操作为感测DC故障条件，并且作为响应而将跨所述双极双向功率转换器(104)的所述DC端子的电压的极性反向，使得当所述极性被反向时所述功率转换系统(100)的所述总电压强制趋向于零；或者响应于由所述双极双向功率转换器(104)接收到的指示所述DC故障条件的信号，而将跨所述双极双向功率转换器(104)的所述DC端子的电压的所述极性反向。

2.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述第二控制器(108)进一步可操作为调节跨所述双极双向功率转换器(104)的所述DC端子的所述正值或负值DC电压，以限制所述功率转换系统(100)的DC输出电流。

3.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，进一步包括主控制器(110)，所述主控制器(110)可操作为协调所述第一控制器和所述第二控制器(106、108)的操作。

4.根据权利要求3所述的功率转换系统(100)，其中所述主控制器(110)进一步接收指示所述DC故障条件的信号并且作为响应发送信号到所述第二控制器(108)，指示所述DC故障条件。

5.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述单极双向功率转换器(102)的AC端子被连接到不同的AC功率源而不是所述双极双向功率转换器(104)的AC端子。

6.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述单极双向功率转换器(102)的AC端子被连接到以下各项中的一项：多绕组变压器(300)的不同绕组(302)而不是所述双极双向功率转换器(104)的AC端子、不同变压器(310)而不是所述双极双向功率转换器(104)的AC端子、或者多相AC源(320)的不同相位组而不是所述双极双向功率转换器(104)的AC端子。

7.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述双极双向功率转换器(104)为包括全桥双极模块(406、408)的模块化多电平转换器。

8.根据权利要求7所述的功率转换系统(100)，其中所述单极双向功率转换器(102)为升压整流器(500)或降压整流器(77)。

9.根据权利要求8所述的功率转换系统(100)，其中所述升压整流器(500)为以下各项中的一项：具有半桥单极模块的模块化多电平转换器、中性点箝位多电平转换器、飞跨电容器多电平转换器、具有DC电容器的两电平转换器、或者中性点箝位多电平转换器和飞跨电容多电平转换器。

10.根据权利要求1所述的功率转换系统(100)，其中所述单极双向功率转换器(102)和所述双极双向功率转换器(104)可操作为将变频发电机输出转换为DC功率，将DC发电机输出转换为AC功率，将DC母线输出转换为AC功率，或提供DC电网和AC电网之间的联接。