[发明专利]使用换流器模块的换流器装置

说明书

一种在AC与DC之间转换的换流器装置(10)包括第一和第二DC连接器(DC₁，DC₂)、AC连接器(ACA，ACB，ACC)和一组换流器模块(12，14)，每个换流器模块包括至少一个变压器和在AC与DC之间转换的至少两个换流器块，其中所述至少一个变压器包括一组初级绕组群和一组次级绕组群，每个初级绕组群包括至少两个初级绕组，每个次级绕组群包括至少一个次级绕组，所述至少一个次级绕组被磁耦合到相应初级绕组群的初级绕组并且被连接到相应AC连接器，其中每个换流器块具有被连接到所述DC连接器(DC₁，DC₂)的DC侧以及被连接到每个初级绕组群的相应初级绕组的AC侧。所述换流器模块包括至少一个n电平换流器块，其基于(n‑1)个串联连接的DC链电容器来提供n个输出电压电平，其中n≥2。

技术领域

本发明总体涉及在AC与DC之间转换的换流器。更具体地，本发明涉及一种用于在交流(AC)与直流(DC)之间转换的换流器装置。

背景技术

在电力传输系统中，已经关注于在许多高压直流应用(HVDC)中使用模块化多电平换流器(MMC)。

关于MMC换流器的一个问题在于其内的每个电容器受制于在每个电容器中导致较大低频电压偏差的基波和二阶电流分量。因此，电容器体积较大并且换流器也变得较大。

因此，关注于获得一种可以减小整体尺寸的换流器配置。

如果把换流器配置设为n电平换流器，诸如两电平换流器或中性点钳位式三电平换流器，则可以降低所需换流器的尺寸。然而，使用这种换流器，存在将需要广泛滤波的许多较低次谐波。

US 2008/0137382公开了一种用于将电力供应到交流(AC)电网的换流器配置。该文献描述了被串联耦合到DC链的DC-AC电力换流器模块的使用，其中模块包括被耦合到变压器的逆变器。还使用半桥和旁路开关以便获得电力换流器模块的旁路。逆变器被连接到变压器的初级绕组，该变压器的次级侧彼此串联连接。

该文献根本没有提及被供应到电网的输出电压是如何产生的，但是参照US 2006/0126242和US 2006/0227578。US 2006/0126242和US 2006/0227578两者描述了逆变器(它们被称为换流器或桥)可以通过相移而被切换以便去除低次谐波，或者可以通过变压器连接的方式获得这种移位。

考虑到上面已经提及的内容，将关注于获得关于谐波的降低以及关于换流器尺寸的改进。

还可以关注于获得换流器模块的更灵活的使用。

本发明解决上述问题中的一些问题或全部问题。

发明内容

本发明旨在提供一种提供关于上述问题中的至少一些问题的改进的换流器装置。

根据第一方面，本目的通过一种用于在交流(AC)与直流(DC)之间转换的换流器装置来实现的。所述装置包括第一DC连接器和第二DC连接器、用于多个AC相的多个AC连接器、以及至少一个第一组换流器模块，其中每个换流器模块包括

至少一个变压器，包括

一组初级绕组群，每个初级绕组群包括至少两个初级绕组，以及

一组次级绕组群，每个次级绕组群包括至少一个次级绕组，所述至少一个次级绕组被磁耦合到相应初级绕组群的初级绕组并且被连接到相应AC连接器，以及

至少两个换流器块，在AC与DC之间转换，其中每个换流器块具有被连接到两个DC连接器的DC侧以及被连接到每个初级绕组群的相应初级绕组的AC侧，

其中所述换流器模块包括至少一个n电平换流器块，其基于(n-1)个串联连接的DC链电容器来提供n个输出电压电平，其中n≥2。