[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（54）的第一DC端子和第二DC端子（32，34），电压源转换器（30）还包括用于连接到AC网络（54）的相的AC相端子（36），电压源转换器（30）包括连接在第一DC端子和第二DC端子（32，34）之间的分支（38），分支（38）包括连接在第一DC端子和第二DC端子（32，34）之间的第一子分支和第二子分支，每个子分支包括相元件，每个相元件包括多个切换元件和至少一个AC端子，每个相元件的所述或每个AC端子可操作地连接到AC相端子（36），每个相元件的多个切换元件配置成可切换以便选择性地互连相元件的DC侧的DC侧电压和相元件的AC侧的AC侧电压，每个子分支还包括连接在相元件的DC侧的至少一个储能装置，其中电压源转换器（30）还包括控制器（62），控制器（62）经编程以控制相元件的切换元件的切换，以便控制每个相元件以在以下操作模式之间切换：用于控制所述或每个对应的AC端子处的AC电压波形的配置以相对于AC相端子（36）处的AC电压波形具有正相位偏移的第一操作模式；以及用于控制所述或每个对应的AC端子处的AC电压波形的配置以相对于AC相端子（36）处的AC电压波形具有负相位偏移的第二操作模式。

技术领域

本发明涉及优选供高压直流（HVDC）功率传输和无功功率补偿的电压源转换器。

背景技术

在HVDC功率传输网络中，通常将交流（AC）功率转换为直流（DC）功率以便经由架空线路、海底电缆和/或地下电缆传输。这种转换消除了补偿由功率传输介质（即，传输线路或电缆）施加的AC电容性负载效应的需要，并且减少了线路和/或电缆的每公里成本，并且从而在需要通过长距离传送功率时变得具有成本效益。

在必需互连DC和AC网络的功率传输网络中利用DC功率和AC功率之间的转换。在任何此类功率传输网络中，在AC功率和DC功率之间每个接口处都要求转换器，以便实现从AC到DC或从DC到AC的所需转换。

发明内容

根据发明的第一方面，提供有一种包括用于连接到DC网络的第一DC端子和第二DC端子的电压源转换器，电压源转换器还包括用于连接到AC网络的相的AC相端子，电压源转换器包括连接在第一DC端子和第二DC端子之间的分支，分支包括连接在第一DC端子和第二DC端子之间的第一子分支和第二子分支，每个子分支包括相元件，每个相元件包括多个切换元件和至少一个AC端子，每个相元件的所述或每个AC端子可操作地连接到AC相端子，每个相元件的多个切换元件配置成可切换以便选择性地互连相元件的DC侧的DC侧电压和相元件的AC侧的AC侧电压，每个子分支还包括连接在相元件的DC侧的至少一个储能装置，其中电压源转换器还包括控制器，控制器经编程以控制相元件的切换元件的切换，以便控制每个相元件以在以下操作模式之间切换：用于控制所述或每个对应的AC端子处的AC电压波形的配置以便相对于AC相端子处的AC电压波形具有正相位偏移的第一操作模式；以及用于控制所述或每个对应的AC端子处的AC电压波形的配置以便相对于AC相端子处的AC电压波形具有负相位偏移的第二操作模式。

在本发明的电压源转换器的分支中提供可独立控制的第一子分支和第二子分支使得能够利用其间的相位差来操作第一子分支和第二子分支，以便控制公共AC相端子处的合成的AC电压波形的配置，并且同时减少由分支呈现给DC端子的DC电压中的纹波的量。

对于每个相元件，第一操作模式和第二操作模式的相位偏移的幅值可相等或不同。一个相元件的第一操作模式的正相位偏移的幅值可等于或不同于另一个相元件的第一操作模式的正相位偏移的幅值。一个相元件的第二操作模式的负相位偏移的幅值可等于或不同于另一个相元件的第二操作模式的负相位偏移的幅值。