[發明專利]用于處理AC側故障的模塊化多電平轉換器

有效

• 申請號: 201580084505.3
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN108352780B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: A·安德森;K·法德澤尤;Y·江-赫夫納
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/483
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 王菲;張濤

1.一種模塊化多電平轉換器(14)，被配置成在交流(AC)與直流(DC)之間轉換并且包括：

第一DC端子和第二DC端子(DC1，DC2)，

多個AC端子(ACA，ACB，ACC)，用于連接至AC鏈路(16)的多個AC相，

多個相支路(PL1，PL2，PL3)，每個相支路針對一個相，

每個相支路連接在所述第一DC端子與所述第二DC端子之間，具有連接至對應的AC端子的中點并且包括具有雙極電壓貢獻能力的雙極電壓貢獻單元(Clp1，...C5p1，Cln1，...C5n1，Clp2，...C5p2，Cln2，...C5n2，Clp3，...C5p3，Cln3，...C5n3)，其中每個雙極電壓貢獻單元包括用于提供所述電壓貢獻的至少一個能量存儲元件(Ccell)和用于控制所述電壓貢獻的單元開關(S1，S2，S3，S4)，其中至少所述第一DC端子可連接至DC系統(12)，

所述模塊化多電平轉換器(14)還包括控制單元(22)，所述控制單元(22)被配置成在檢測到所述轉換器的操作擾動時進入第一保護控制模式，所述第一保護控制模式包括控制所有所述雙極電壓貢獻單元以作為單極電壓貢獻單元來操作，以及

如果所述操作擾動被識別為所述AC鏈路的相上的故障，則所述第一保護控制模式還包括阻斷與故障相相連的相支路的單元，并且控制與所述AC鏈路的健康相相連的相支路的單元以處理所述故障的影響。

2.根據權利要求1所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中當進入所述第一保護控制模式并且所述控制單元(22)被配置成執行所述阻斷以及關于所述健康相支路執行所述控制時，在通過相支路的單元的任何電流低于第二電流保護水平的情況下，允許通過相支路的所述單元的電流高于第一電流水平，所述第二電流保護水平高于所述第一電流水平。

3.根據權利要求2所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中如果所述電流被檢測到高于所述第二電流保護水平，則所述控制單元(22)被配置成阻斷被用于單極電壓貢獻操作的所述模塊化多電平轉換器的單元開關。

4.根據任一前述權利要求所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中所述控制單元(22)具有被指派給每個相支路的至少一個AC電壓基準，并且所述控制單元在被配置成控制與所述健康相相連的所述相支路的單元時，被配置成調整指派給與所述健康相相連的所述相支路的AC電壓基準。

5.根據權利要求1至3中的任一項所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中所述控制單元(22)在被配置成控制與所述健康相相連的所述相支路的單元時，被配置成控制所述單元以將所述健康相的相電流逐漸減少到零。

6.根據權利要求1至3中的任一項所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中所述控制單元(22)在被配置成控制與所述健康相相連的所述相支路的單元時，被配置成控制所述單元以注入在與所述健康相相連的所述相支路之間循環的電流。

7.根據權利要求6所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中所述控制單元在被配置成控制與所述健康相相連的所述相支路的單元以注入循環電流時，被配置成控制所述單元以注入具有預定義的頻率和幅度的所述電流。

8.根據權利要求7所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中所述幅度隨時間而減小。

9.根據權利要求1至3和7至8中的任一項所述的模塊化多電平轉換器(14)，其中具有雙極電壓貢獻能力的所述雙極電壓貢獻單元包括：具有串聯連接的開關(S1，S2)的第一串和具有串聯連接的開關(S3，S4)的第二串，所述第一串和所述第二串均與所述能量存儲元件(Ccell)并聯連接，以及所述控制單元(22)在被配置成控制所有所述雙極電壓貢獻單元以作為單極電壓貢獻單元來操作時，被配置成控制一個串的開關以實現所述單極電壓貢獻操作，同時允許利用AC電壓基準來控制另一串的開關。