[发明专利]变桥臂转换器

说明书

本发明提供一种变桥臂转换器包括：至少一个转换器分支，包括用于在使用中连接到DC网络的第一和第二DC端子以及用于在使用中连接到AC网络的AC端子。转换器分支或每个转换器分支限定第一和第二分支部分。每个分支部分包括在各个第一和第二DC端子中的一个与AC端子之间与链式转换器串联连接的至少一个导向开关。链式转换器是可操作的，以在AC端子处产生电压波形，并且第一和第二分支部分的导向开关是可操作的，以将各个链式转换器接入在各个DC端子与AC端子之间的电路以及将各个链式转换器从在各个DC端子与AC端子之间的电路断开。

技术领域

本发明涉及一种用于用在高压直流(DC)电力传输和无功补偿的变桥臂转换器(alternate arm converter)，以及控制这样的变桥臂转换器的方法。

背景技术

已知类型的电压源转换器10，即所谓的“变桥臂转换器”(AAC)12，在图1中示意性示出。

这样的AAC 12通常包括第一转换器分支14a、第二转换器分支14b和第三转换器分支14c，其每一个实质上相同。为了这个目的，每个转换器分支14a、14b、14c包括第一DC端子16a、16b、16c和第二DC端子18a、18b、18c，其每一个在使用中连接到直流(DC)网络20。每个转换器分支14a、14b、14c还包括各个AC端子22a、22b、22c，其在使用中连接到对应的交流(AC)网络26的第一相24a、第二相24b或第三相24c。

此外，每个转换器分支14a、14b、14c限定第一分支部分28a、28b、28c和第二分支部分30a、30b、30c，其每一个在各个第一DC端子16a、16b、16c中的一个与对应的AC端子22a、22b、22c之间，或者在各个第二DC端子18a、18b、18c中的一个与对应的AC端子22a、22b、22c之间延伸。

每个分支部分28a、28b、28c、30a、30b、30c，或“臂”包括单导向开关32，其与链式转换器34串联连接。在其他布置(未示出)中，每个分支部分可包括多个串联连接的导向开关。

每个链式转换器34包括串联连接的模块36的链，其中每个模块36通常包括：

(i)一对开关元件38，以半桥布置42与储能装置(例如电容器40)并联连接以形成2象限单极模块，其可以提供零或正电压，并且可以在两个方向上传导电流；或者

(ii)两对开关元件，以全桥布置44与储能装置(例如电容器40)并联连接以形成4象限双极模块，其可以提供零、正或负电压，并且可以在两个方向上传导电流。

在每个实例中，开关元件38是可操作的，使得对应的模块36的链能够提供阶梯式可变电压源，因此在对应的AC端子22a、22b、22c处产生电压波形。

此外，每个分支部分28a、28b、28c、30a、30b、30c的导向开关32是可操作的，以将对应的链式转换器34接入(switch in)在各个第一DC端子16a、16b、16c或第二DC端子18a、18b、18c与对应的AC端子22a、22b、22c之间的电路以及将对应的链式转换器34从在各个第一DC端子16a、16b、16c或第二DC端子18a、18b、18c与对应的AC端子22a、22b、22c之间的电路断开(switch out)。

例如，在第一操作模式期间，如图2(a)示意性所示，对于第一转换器分支14a，第一分支部分28a的导向开关32是闭合的(以将与其串联连接的链式转换器34接入在第一DC端子16a与对应的AC端子22a之间的电路)，而第二分支部分30a的导向开关是打开的(以将与其串联连接的链式转换器34从在第二DC端子18a与对应的AC端子22a之间的电路断开)。