[发明专利]电组件的改进或与电组件有关的改进

说明书

技术领域

本发明涉及用于互连AC和DC电网络的电组件，并且涉及包括多个互连电组件的电力传输网络，多个互连电组件的至少一个是前面所述的电组件。

背景技术

在电力传输网络中，交流(AC)电通常变换成直流(DC)电以通过架空线和/或海底电缆传输。这种变换消除了补偿由传输线或电缆强加的AC电容性负载效应的必要，并降低每千米线路和/或电缆的成本，因此当需要在远距离上传输电力时变得成本有效。

使用变换器在AC电和DC电之间变换。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于互连AC和DC电网络的电组件，包括：

在AC和DC电网络之间传输功率的变换器，所述变换器包括第一和第二DC端子，所述第一和第二DC端子可连接至所述DC电网络，并且在第一和第二DC端子之间延伸至少一个变换器分支，所述或每个变换器分支包括由AC端子隔开的第一和第二变换器分支部分，每个变换器分支部分包括一次开关元件，所述一次开关元件可操作以促进在所述变换器的正常操作期间在相应的AC和DC端子之间的功率传输，在所述或每个变换器分支内的至少一个变换器分支部分还包括能量吸收模块，所述能量吸收模块包括二次开关元件和能量吸收器，所述或每个能量吸收模块可在旁路模式和吸收模式中操作，在旁路模式中，所述二次开关元件使通过相应的变换器分支部分流动的电流绕过所述能量吸收器，并且在吸收模式中，所述二次开关元件使通过相应的变换器分支部分流动的电流通过所述能量吸收器流动；

AC断路器，所述AC断路器在使用中设置在所述或每个变换器分支的AC端子和所述AC电网络之间，所述AC断路器可选择性断开以将所述变换器与所述AC电网络电隔离；以及

控制单元，所述控制单元与所述变换器和所述AC断路器可操作地关联，所述控制单元被编程在所述变换器的正常操作期间，在其旁路模式中操作所述变换器内的所述或每个能量吸收模块，并且所述控制单元被编程在DC故障出现之后(i)启动所述AC断路器的断开，以将所述变换器与所述AC电网络电隔离，然后(ii)切换所述或每个能量吸收模块以在其吸收模式中操作，以去除在由被隔离的变换器和所述DC电网络创建的扩大的DC故障电流路径内捕获的DC故障电流。

被编程在所述变换器的正常操作期间，在其旁路模式中操作所述或每个能量吸收模块的控制单元的包括方便地避免了来自在AC和DC端子之间传输的功率的附加和不期望的损耗。

同时，使控制单元被编程在DC故障出现之后启动AC断路器的断开开始去除高的可能有损害的DC故障电流的源的过程。之后，被编程切换所述或每个能量吸收模块进入其吸收模式的控制单元有利地去除即便一旦故障电流的源已经被去除(即，即便一旦AC断路器完全断开，变换器已经与AC电网络电隔离)仍存在的DC故障电流。因此，这有助于防止此剩余的DC故障电流继续自由地围绕扩大的DC故障电流路径循环，扩大的DC故障电流路径在变换器与AC电网络隔离时不可避免地产生。

去除此剩余的DC故障电流是特别有益的，原因是这降低DC故障电流熄灭即变成零所花的时间，所以最小化在从DC故障恢复并重新启动电力传输的过程可以开始之前的延迟。结果，与相应的AC或DC电网络连接的用户没有电力的时间段也缩短了。

前面提到的在电力传输可以再次开始之前由本发明实现的延迟的减少避免了包括贵重和大的DC断路器的必要，但对于高压应用，DC断路器仍在开发中。

此外，本发明提供重新启动电力传输所花的时间的前述改进而不需要包括更复杂的一次开关元件，这样的一次开关元件试图应对DC故障电流，但代价是提高的部件成本、体积和重量，以及在变换器的正常操作期间显著提高的能量损耗。

可选地，所述或每个一次开关元件包括多个开关模块，每个开关模块包括与能量储存装置并联连接的多个开关，所述开关的切换选择性引导电流通过所述能量储存装置，或者使电流绕过所述能量储存装置，从而，每个开关模块能够选择性提供电压源，并且因此所述多个开关模块一起限定可操作以提供阶跃式可变电压源的链式链接变换器。

这种布置带给本发明的益处在于包括给定类别的利用阶跃式可变电压源的变换器的电组件，以生成电压波形，允许其提供AC和DC网络之间的前述的功率传输功能。

所述能量吸收器能够耗散能量和/或储存能量。

任一种形式的能量吸收器提供去除在DC故障状况期间在关联的DC电网络内捕获的能量的容易方式。

在本发明的优选实施例中，所述能量吸收器是或者包括以下的一个或多个：

电阻器；

非线性电阻；以及

电容器。