[發明專利]變換器控制器，電能變換系統以及控制方法

在審

• 申請號: 201310530478.0
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104601000A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 沈捷;苑志輝;韓承慧;S·施勒德;陳昆侖;楊水濤;瞿博
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02M5/42
• 分類號: H02M5/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種電能變換系統，其特征在于：該電能變換系統包括至少一個變換器裝置以及與該至少一個變換器裝置連接的控制器；該至少一個變換器裝置包括至少第一變換器模塊和第二變換器模塊，該第一變換器模塊和該第二變換器模塊相互連接形成嵌套式中點導向結構，該第一和第二變換器模塊每一者包括多個開關單元；該控制器包括高階調制單元和脈沖樣式分配單元，該高階調制單元被配置成執行調制方法以產生多電平脈沖信號，該多電平脈沖信號具有與該變換器期望獲得的輸出相對應的波形；該脈沖樣式分配單元被配置成至少根據該多電平脈沖信號以及至少一個獲得的與該變換器運作相關的系統狀態信號，并使用該等多個開關單元存在的冗余開關狀態，來主動產生提供給該多個開關單元的開關信號。

2.如權利要求1所述的電能變換系統，其特征在于：該電能變換系統包括至少一個第一飛跨電容器和第二飛跨電容器，該第一飛跨電容器和該第二飛跨電容器連接在該第一變換器模塊和該第二變換器模塊之間，其中，該脈沖樣式分配單元被配置成至少根據一個或者多個獲得的與該變換器運作相關的飛跨電容電壓產生提供給該多個開關單元的開關信號，以在一個或者多個控制周期平衡該第一飛跨電容器和該第二飛跨電容器的電壓。

3.如權利要求1所述的電能變換系統，其特征在于：該脈沖樣式分配單元被配置成至少根據一個或者多個獲得的與該變換器運作相關的熱狀態信號產生提供給該多個開關單元的開關信號，以在一個或者多個控制周期降低該多個開關單元中的一者或者多者的熱損耗。

4.一種方法，該方法用于控制電能變換系統中變換器的運行，其特征在于：該方法至少包括如下步驟：

通過調制方法產生多電平脈沖信號，該多電平脈沖信號的波形與該變換器期望獲得的輸出的波形相對應；以及

至少根據該多電平脈沖信號以及一個或者多個獲得的與該變換器運行相關的系統狀態信號主動調整提供給該變化器中多個開關單元的開關信號。

5.一種電能變換系統，其特征在于：該電能變換系統包括至少一個變換器裝置以及與該至少一個變換器裝置連接的控制器；該至少一個變換器裝置包括第一變換器模塊和第二變換器模塊，該第一變換器模塊和該第二變換器模塊相互連接形成嵌套式中點導向結構，該第一和第二變換器模塊每一者包括多個開關單元；該控制器被配置成至少根據具有第一數值的第一種系統狀態信號發送第一組具有第一組合開關狀態的開關信號給該第一和第二變換器模塊中的多個開關單元，使得該變換器裝置提供具有指令電平等級的輸出；該控制器還被配置成至少根據具有第二數值的第一種系統狀態信號發送第二組具有第二組合開關狀態的開關信號給該第一和第二變換器模塊中的多個開關單元，使得該變換器裝置提供具有該相同指令電平等級的輸出，該第二組合開關狀態與該第一組合開關狀態不相同。

6.如權利要求5所述的電能變換系統，其特征在于：該控制器被配置成至少根據具有第一數值的第二種系統狀態信號發送第一組具有第一組合開關狀態的開關信號給該第一和第二變換器模塊中的多個開關單元，使得該變換器提供具有指令電平等級的輸出；該控制器還被配置成至少根據具有第二數值的第二種系統狀態信號發送第二組具有第二組合開關狀態的開關信號給該第一和第二變換器模塊中的多個開關單元，使得該變換器裝置提供具有該相同指令電平等級的輸出，該第二組合開關狀態與該第一組合開關狀態不相同。

7.如權利要求6所述的電能變換系統，其特征在于：該第一種系統狀態信號和該第二種系統狀態信號被設置成按照不同的優先級進行優化。

8.一種電能變換系統，其特征在于：該電能變換系統包括至少一個變換器裝置以及與該至少一個變換器裝置連接的控制器；該至少一個變換器裝置包括第一變換器模塊，第二變換器模塊，第一飛跨電容器和第二飛跨電容器，該第一變換器模塊和該第二變換器模塊相互連接形成嵌套式中點導向結構，第一飛跨電容器和第二飛跨電容器與該第一變換器模塊和第二變換器模塊連接，該第一和第二變換器模塊每一者包括多個開關單元；該控制器包括高階調制單元和脈沖樣式分配單元，該高階調制單元被配置成執行調制方法以產生多電平脈沖信號，該多電平脈沖信號具有與該變換器期望獲得的輸出相對應的波形；該脈沖樣式分配單元被配置成至少根據該多電平脈沖信號以及至少一個測量獲得的代表該第一飛跨電容器和第二飛跨電容器在之前一個或者多個周期內的飛跨電容電壓狀態信號，并使用該等多個開關單元存在的冗余開關狀態，來產生提供給該多個開關單元的開關信號。