[发明专利]功率转换器

说明书

本发明提供用于将例如供在具有发电机（206）的用于再生能量的功率装置（204）中使用的主变换器（200）连接至电网（212）的方法，主变换器（200）包含：电网断路器（214），提供在主变换器（200）的电网侧（210）处；和至少两个变换器路径（216），各自包含中心DC链路（218）、电网侧变换器（220）以及发电机侧变换器（222），电网侧变换器（220）和发电机侧变换器（222）两者都连接至DC链路（218）；以及预充电单元（232），连接至电网（212），且连接到至少两个变换器路径（216）中的至少一个，该方法包含以下的步骤：将来自预充电单元（232）的能量提供给至少两个变换器路径（216）中的至少一个；使用从预充电单元（232）提供的能量来对至少一个变换器路径（216）进行预充电；通过至少一个变换器路径（216）的电网侧变换器（220）和至少一个其它变换器路径（218）的电网侧变换器（220），经由至少一个变换器路径（216），使用从预充电单元（232）提供的能量来对至少两个变换器路径（216）中的至少一个其它变换器路径（216）进行预充电；以及通过将电网断路器（214）闭合来将主变换器（200）连接至电网（212）。本发明还提供适应于执行上面的方法的相应的主变换器（200）和用于对主变换器（200）进行升级以执行上面的方法的软件包。

技术领域

本发明涉及至功率电网的例如供在具有发电机的用于再生能量的功率装置中使用的主转换器的领域，主转换器包含：电网断路器，提供在主转换器的功率电网侧处；和至少一个转换器路径，包含中心DC链路、电网侧转换器以及发电机侧转换器，电网侧转换器和发电机侧转换器两者都连接至DC链路。具体地，本发明涉及这样的主转换器的操作的领域。还更具体地，本发明涉及对这样的主转换器进行预充电的领域。

背景技术

用于再生能量的功率装置通常经由主转换器而连接至功率电网。用于再生能量的功率装置可以包含使用发电机以用于生成电能的风力涡轮装置（WTP）或潮汐式涡轮装置（TTP）。主转换器包含如下的设备：用于适配从功率装置提供的功率，使得能够将该功率引入到功率电网中。因此，主转换器能够执行功率装置的电压电平、频率和/或相位到功率电网的适配。

用于将用于再生能量的功率装置连接至功率电网的典型的主转换器包含：电网断路器，用于连接至功率电网和从功率电网断开；和至少一个转换器路径，包含中心DC链路。取决于主转换器的设计，能够并联地提供另外的转换器路径，由此，转换器路径可能具有类似或完全相同的设计。至少一个转换器路径中的每个路径包含中心DC链路、电网侧转换器以及发电机侧转换器，电网侧转换器和发电机侧转换器两者都连接至DC链路。在一些实施例中，主转换器还包含主变压器，主变压器用于将所提供的能量的电压电平适配于功率电网的电压电平。在一些实施例中，主变压器与主转换器分离地提供。

电网断路器（GRB）能够用来将主转换器与变压器一起从功率电网断开。当主变压器与主转换器分离地提供时，通过GRB而仅将具有转换器路径的主转换器断开。因此，如果应当将主转换器连接至电网，则必须对主转换器的DC链路进行充电。当主转换器包含主变压器时，在将主变压器连接至功率电网之前，也必须使主变压器磁化，因为主变压器是在连接至功率电网时的涌入电流的主要源。预充电将可能损害主转换器的涌入电流降低至最小值。此外，通过连接预充电的主转换器，而不是未充电的主转换器，也使涌入电流对功率电网电压电平的影响最小化。预充电还可以包括主转换器的任选的组件，例如，提供在电网侧转换器的功率电网侧处的高频电网滤波器。

现有技术的WTP或TTP可以具有拓扑结构，其中，当转换器断开时，在任何时候主变压器都不从电网断开。主变压器始终保持磁化。如果主转换器随后连接至电网，则所得到的涌入电流较小，因为该涌入电流仅起源于主转换器的DC链路的充电和另外的任选的组件（例如，高频电网滤波器）的磁化。该拓扑结构意味着，GRB定位于主变压器的次级侧处。