[发明专利]电压源转换器

说明书

一种电压源转换器（30）包括用于连接到DC网络（58）的第一DC端子（32）和第二DC端子（34），所述电压源转换器（30）包括连接在第一DC端子（32）与第二DC端子（34）之间的多个分支，每个分支包括：用于连接到AC网络（50）的至少一个端子；以及可操作地连接到所述或每个端子的第一子转换器（38），所述第一子转换器（38）被配置成可控制以充当控制用于呈现给DC网络（58）的DC电压的波形合成器，其中第一子转换器（38）串联连接在第一DC端子（32）与第二DC端子（34）之间，并且其中每个分支被配置成可操作以与DC网络（58）交换相应DC功率（P_DC）并且与AC网络（50）交换相应AC功率（P_A、P_B、P_c），其中电压源转换器（30）还包括控制器（60），所述控制器（60）被配置成选择性地操作第一子转换器（38），以生成包括第一AC电压分量的合计的DC电压以用于呈现给DC网络（58），以便于响应于在分支中的至少一个与AC网络（50）之间交换的所述或每个AC功率（P_c）的改变而控制流过第一子转换器（38）的循环电流，所述循环电流包括直流分量和交流分量，其中交流分量被配置使得所述交流分量与由至少一个分支的所述或每个第一子转换器（38）生成的第二AC电压分量交互，以便于使由至少一个分支分别与DC网络（58）和AC网络（50）交换的DC功率（P_DC）和AC功率（P_c）平衡。

技术领域

本发明涉及一种特别是供高压直流（HVDC）输电中使用的电压源转换器。

背景技术

在HVDC输电网络中，交流（AC）功率典型地转换成直流（DC）功率，以便经由架空线路、海下电缆和/或地下电缆来传输。该转换消除了对由输电介质（即，传输线路或电缆）施加的AC电容负载效应进行补偿的需要，并且降低了线路和/或电缆的每公里成本，并且因此当需要通过长距离传送功率时变得划算。

在输电网络中利用DC功率与AC功率之间的转换，其中有必要使DC网络和AC网络互连。在任何这样的输电网络中，在AC功率与DC功率之间的每个接口处要求转换器，以实现从AC到DC或从DC到AC所要求的转换。

发明内容

根据本发明的方面，提供有一种电压源转换器，该电压源转换器包括用于连接到DC网络的第一DC端子和第二DC端子，所述电压源转换器包括连接在所述第一DC端子与所述第二DC端子之间的多个分支，每个分支包括：

至少一个端子，所述至少一个端子用于连接到AC网络；以及

第一子转换器，所述第一子转换器可操作地连接到所述端子或每个端子，所述第一子转换器被配置成可控制以充当控制用于呈现给所述DC网络的DC电压的波形合成器，

其中所述第一子转换器串联连接在所述第一DC端子与所述第二DC端子之间，并且其中每个分支被配置成可操作以与所述DC网络交换相应的DC功率并且与所述AC网络交换相应的AC功率，

其中所述电压源转换器还包括控制器，所述控制器被配置成选择性地操作所述第一子转换器，以生成包括第一AC电压分量的合计的DC电压以用于呈现给所述DC网络，以便于响应于在所述分支中的至少一个与所述AC网络之间交换的所述或每个AC功率的改变（例如，减小或增大）而控制流过所述第一子转换器的循环电流，所述循环电流包括直流分量和交流分量，其中所述交流分量被配置使得所述交流分量与由所述至少一个分支的所述或每个第一子转换器生成的第二AC电压分量交互，以便于使由所述至少一个分支分别与所述DC网络和所述AC网络交换的所述DC功率和所述AC功率平衡。

本发明的电压源转换器的配置准许电压源转换器的操作，以通过操作多个分支来分别与DC网络和AC网络交换相应的DC功率和AC功率，并且通过操作第一子转换器来控制用于呈现给DC网络的相应DC电压，从而促进DC网络与AC网络之间的功率转移（powertransfer）。