[发明专利]交替臂转换器

说明书

一种转换器（30）包括在使用时可连接到DC网络（40）的第一和第二DC端子（32，34），所述转换器（30）包括在所述DC端子（32，34）之间延伸的转换器分支（36），所述转换器分支（36）包括由AC端子（38）分开的第一和第二分支部分，所述AC端子（38）在使用时可连接到AC电压，每个分支部分包括在所述AC端子（44）与所述第一和第二DC端子（32，34）中的相应一个DC端子之间与波形合成器串联连接的至少一个定向器开关（44），所述波形合成器可操作以控制所述AC端子（38）处的AC电压波形的调制，每个定向器开关（44）可操作以将相应的波形合成器切换入和切换出所述相应DC端子（32，34）与所述AC端子（38）之间的电路；以及控制器（56），所述控制器（56）被编程为选择性地控制所述定向器开关（44）的切换，从而同时将两个所述分支部分切换入电路以在所述DC端子（32，34）之间形成电流传导路径，所述电流传导路径被配置成运载电流以便呈送给所述DC网络（40），其中所述控制器（56）被编程为选择性地操作所述波形合成器以注入至少一个谐波分量来调制所述AC端子（38）处的所述AC电压波形，使得在所述电流传导路径的所述形成期间，所调制的AC电压波形的幅度低于所述AC电压波形的所述基波分量的幅度，并且其中所述至少一个谐波分量是非三次谐波分量。

本发明涉及转换器并涉及并联连接的转换器组件，优选地供高压直流传输和无功功率补偿所使用。

在功率传输网络中，交流（AC）功率通常被转换为直流（DC）功率，以便经由高架线和/或海底线缆传输。这种转换移除对补偿由传输线或线缆所施加的AC电容性负载效应的需要，并减少每公里线和/或线缆的成本，并且因此当需要在长距离内传送功率时变得具有成本效益。

转换器被用于在AC功率和DC功率之间进行转换。

根据本发明的第一方面，提供了一种转换器，包括在使用时可连接到DC网络的第一和第二DC端子，所述转换器包括在所述DC端子之间延伸的转换器分支，所述转换器分支包括由AC端子分开的第一和第二分支部分，所述AC端子在使用时可连接到AC电压，每个分支部分包括在所述AC端子与所述第一和第二DC端子中的相应一个DC端子之间与波形合成器串联连接的至少一个定向器开关，所述波形合成器可操作以控制所述AC端子处的AC电压波形的调制，每个定向器开关可操作以将相应的波形合成器切换入和切换出所述相应DC端子与所述AC端子之间的电路；以及

控制器，所述控制器被编程为选择性地控制所述定向器开关的切换，从而同时将两个所述分支部分切换入电路以在所述DC端子之间形成电流传导路径，所述电流传导路径被配置成运载电流以便呈送给所述DC网络，

其中所述控制器被编程为选择性地操作所述波形合成器以注入至少一个谐波分量来调制所述AC端子处的所述AC电压波形，使得在所述电流传导路径的所述形成期间，所调制的AC电压波形的幅度低于所述AC电压波形的所述基波分量的幅度，并且其中所述至少一个谐波分量是非三次谐波分量。

所述至少一个谐波分量可以是经奇数编号的且非三次的谐波分量。优选地，所述至少一个谐波分量选自包括5次、7次、11次、13次、17次、19次、23次和27次谐波分量的群组。

在转换器中形成电流传导路径准许电流经由转换器分支在DC端子之间流动，其中分支部分被同时切换入电路。在使用时，可以采用电流来修改转换器和/或DC网络的谐波特性。这有利地排除了对于用于修改转换器和/或DC网络的谐波特性的单独硬件的需要，从而提供了在成本、重量和占地面积方面的节省。

例如，电流传导路径可以被配置成运载交流电流以便呈送给所述DC网络。例如，交流电流能被用于抑制DC网络中的纹波。电流传导路径中的交流电流可以例如被定形为最小化或消除DC网络中的纹波电流。这允许转换器充当有源DC滤波器，从而减少或排除对使用单独的无源和/或有源滤波硬件的需要。