[发明专利]虚拟电容

权利要求书

1.一种用于将AC电压转换成DC电压并且将DC电压转换成AC电压的多电平模块化电压转换器(2)，所述转换器包括用于连接到DC供电网络(120)的DC部分(2C)和用于连接到AC供电网络(110)的AC部分(2A)，所述转换器包括多个支路，每个支路包括上臂和下臂，每个臂包括多个子模块，所述多个子模块能够由特定于每个子模块的控制构件单独控制，并且每个子模块包括当所述子模块的所述控制构件处于导通状态时，能够在所述臂中串联连接的电容器，取决于在所述臂中串联连接的电容器的数量，每个臂适于建模为与占空比相关联的建模电压源，每个建模电压源与对应于所述臂的总电容的建模电容器并联，所述转换器还包括转换器控制模块，所述转换器控制模块被配置为通过控制所述转换器的所述子模块的所述控制构件，来调整每个支路的每个建模电容器的端子两端的电压，并且调整所述转换器与所述DC供电网络之间的公共耦合点两端的电压，

其中所述转换器的所述控制模块包括计算机(10)，所述计算机(10)通过应用具有可调输入参数的函数来计算存储在所述臂的所述子模块的所述电容器中的所述转换器的内部能量的设定值，所述控制模块被配置为从所述转换器的内部能量的设定值推导每个建模电容器的端子两端的电压的设定值，所述电压的设定值用于调整所述转换器与所述DC供电网络之间的公共耦合点两端的电压以及每个建模电容器的端子两端的电压。

2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于所述可调输入参数是可调虚拟惯性系数k_VI。

3.根据权利要求2所述的转换器，其特征在于所述计算机(10)被配置为使用以下函数计算所述转换器的所述内部能量设定值

其中C_tot是臂中所述建模电容器的总电容，v_dc是所述DC供电网络的测量到的电压，v_dc0是所述转换器与所述DC供电网络之间公共耦合点两端电压的标称值，是存储在所述转换器的所述电容器中的能量值的标称设定值。

4.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于所述控制模块包括用于调整所述转换器的内部能量的调整器(20)，所述调整器具有在每个建模电容器的端子两端的电压的设定值的平方与所述建模电容器的端子两端的电压的平方的平均值之间比较的结果作为输入，并且为所述转换器的所述电容器传送功率设定值。

5.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于所述控制模块被配置为执行变量的变化，以便控制中间电流变量i_diff和i_gd以及中间电压变量v_diff和v_gd，其中，i_diff和v_diff与所述DC供电网络相关联，i_gd和v_dg与所述AC供电网络相关联。

6.根据权利要求5所述的转换器，其特征在于所述控制模块包括调整器(40)，用于调整所述电流i_gd并且具有对应于所述电流i_gd的设定值作为输入。

7.根据权利要求5所述的转换器，其特征在于所述控制模块包括调整器(50)，用于调整所述电流i_diff并且具有对应于所述电流i_diff的设定值作为输入。

8.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于所述控制模块包括调整器(30)，用于调整所述转换器与所述DC供电网络之间的公共耦合点两端的电压，所述调整器具有在所述转换器与所述DC供电网络之间的公共耦合点两端的电压的设定值的平方与取自所述DC供电网络的值的平方之间比较的结果作为输入，并且为所述转换器的运行功率传送设定值。