[发明专利]电压源转换器及其控制

权利要求书

1.一种电压源转换器，包括：

至少一个相支路，其具有高侧DC端子、低侧DC端子以及AC端子，每一相支路包括：

电压波整形器，其在使用中能够操作以提供选择性可变的电压电平；以及

相支路开关布置，其能够操作以提供至少第一开关状态和第二开关状态，其中在所述第一开关状态中，所述低侧DC端子经由包括所述电压波整形器的第一路径电连接到所述AC端子，且在所述第二开关状态中，所述高侧DC端子经由包括所述电压波整形器的第二路径电连接到所述AC端子。

2.根据权利要求1所述的电压源转换器，其中所述相支路开关布置进一步能够操作以提供至少第三开关状态和第四开关状态，其中在所述第三开关状态中，所述高侧DC端子经由旁路所述电压波整形器的第三路径电连接到所述AC端子，且其中在所述第四开关状态中，所述低侧DC端子经由旁路所述电压波整形器的第四路径电连接到所述AC端子。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电压源转换器，其中所述电压波整形器包括包括一系列单元的链节电路，每一单元包括储能元件和单元开关布置，所述单元开关布置能够操作以选择性将所述储能元件连接于所述单元的端子之间或者连接所述单元的所述端子以便旁路所述储能元件。

4.根据任一前述权利要求所述的电压源转换器，其中进一步包括相支路控制器，其被配置成以重复序列控制所述相支路，所述重复序列至少包括：

正斜坡模式，其中控制所述相支路开关布置以提供所述第一开关状态的周期接着是所述第二开关状态的周期，且控制所述波整形器以提供在所述第一开关状态的所述周期中增加且随后在所述第二开关状态的所述周期中减小的电压电平；以及

负斜坡模式，其中控制所述相支路开关布置以提供所述第二开关状态的周期接着是所述第一开关状态的周期，且控制所述波整形器以提供在所述第二开关状态的所述周期中增加且随后在所述第一开关状态的所述周期中减小的电压电平。

5.根据权利要求4所述的电压源转换器，当直接或间接依附于权利要求2时，其中所述相支路控制器被配置成控制所述相支路以在所述第三开关状态与所述第四开关状态的实例之间重复交替，且经由所述负斜坡模式从所述第三开关状态转变到所述第四开关状态以及经由所述正斜坡模式从所述第四开关状态转变到所述第三开关状态。

6.根据任一前述权利要求所述的电压源转换器，其中所述电压波整形器被配置成使得所述电压电平能够在正电压电平与负电压电平之间选择性改变，且其中所述电压波整形器与固定电容串联。

7.根据权利要求6所述的电压源转换器，其中所述电压波整形器在使用中能够操作以产生与使用中的所述固定电容的电压具有相等幅值且相反极性的电压电平。

8.根据任一前述权利要求所述的电压源转换器，其中所述相支路开关布置包括串联连接于所述高侧DC端子与所述AC端子之间的第一上臂切换块和第二上臂切换块以及串联连接于所述低侧DC端子与所述AC端子之间的第一下臂切换块和第二下臂切换块，且其中所述电压波整形器连接于在所述第一上臂切换块和第二上臂切换块之间的上部节点与所述第一下臂切换块和第二下臂切换块之间的下部节点之间延伸的波整形器路径中。

9.根据权利要求8所述的电压源转换器，其中所述第一上臂切换块和所述第一下臂切换块各自包括臂内电压波整形器。

10.根据权利要求9所述的电压源转换器，当直接或间接依附于权利要求2时，其中包括臂内波整形器控制器，所述臂内波整形器控制器被配置成分别在所述第三开关状态和所述第四开关状态期间控制所述第一上部切换块和所述第一下部切换块的所述臂内波整形器以提供可变电压。

11.根据权利要求10所述的电压源转换器，其中所述臂内波整形器各自包括多个串联连接的单元，每一单元包括储能元件和全桥单元开关布置，且其中所述臂内波整形器控制器进一步被配置成控制所述单元以在DC侧故障的情况下抑制故障电流。

12.根据任一前述权利要求所述的电压源转换器，其中进一步包括连接于转换器高侧DC端子与每个相支路的所述高侧DC端子之间的高侧汇流条电压波整形器，以及连接于转换器低侧DC端子与每个相支路的所述低侧DC端子之间的低侧汇流条电压波整形器。