[發(fā)明專(zhuān)利]開(kāi)關(guān)閥

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310037909.3
• 申請(qǐng)日: 2023-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116488485A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: O·賈西姆;C·戴維森;A·庫(kù)馬爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電器技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/219
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/219;H02M7/5387;H02M1/00;H02M1/088;H02M1/32;H02J3/36
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;陳嵐

提供有一種用于電壓源轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)閥，所述開(kāi)關(guān)閥包括多個(gè)模塊，每個(gè)模塊包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和至少一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置，每個(gè)模塊中的所述或每個(gè)開(kāi)關(guān)元件和所述或每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置布置為可組合以選擇地提供電壓源，所述開(kāi)關(guān)閥包括調(diào)節(jié)器，其編程為選擇地控制開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)以選擇模塊中的一個(gè)或多個(gè)模塊來(lái)將電壓或相應(yīng)電壓貢獻(xiàn)給開(kāi)關(guān)閥電壓，其中所述調(diào)節(jié)器編程為通過(guò)控制開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)來(lái)選擇地調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置中的能量以將每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的電壓調(diào)節(jié)到目標(biāo)電壓或朝向目標(biāo)電壓調(diào)節(jié)，并且所述調(diào)節(jié)器編程為根據(jù)所述開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)改變每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于電壓源轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)閥、電壓源轉(zhuǎn)換器、操作開(kāi)關(guān)閥的方法和操作電壓源轉(zhuǎn)換器的方法，其優(yōu)選地供在高壓直流(HVDC)傳輸和無(wú)功功率補(bǔ)償中使用。

背景技術(shù)

在HVDC功率傳輸網(wǎng)絡(luò)中，AC功率通常被轉(zhuǎn)換成DC功率，以用于經(jīng)由架空線路，海底線纜和/或地下線纜進(jìn)行傳輸。這種轉(zhuǎn)換消除對(duì)補(bǔ)償由功率傳輸介質(zhì)(即，傳輸線路或線纜)施加的AC電容性負(fù)載效應(yīng)的需要，并且降低每公里的線路和/或線纜的成本，并且因此當(dāng)需要通過(guò)長(zhǎng)距離傳輸功率時(shí)變得成本有效。DC功率也可以直接從海上風(fēng)電場(chǎng)傳輸?shù)桨渡螦C功率傳輸網(wǎng)絡(luò)。DC功率與AC功率之間的轉(zhuǎn)換用于其中必需互連DC和AC網(wǎng)絡(luò)的地方。在任何這種功率傳輸網(wǎng)絡(luò)中，在AC與DC功率之間的每個(gè)接口處要求轉(zhuǎn)換器(功率轉(zhuǎn)換器)，以實(shí)現(xiàn)從AC到DC或者從DC到AC的所要求轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供有一種用于電壓源轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)閥，所述開(kāi)關(guān)閥包括多個(gè)模塊，每個(gè)模塊包括至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件和至少一個(gè)能量存儲(chǔ)裝置，每個(gè)模塊中的所述或每個(gè)開(kāi)關(guān)元件和所述或每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置布置為可組合以便選擇地提供電壓源，所述開(kāi)關(guān)閥包括調(diào)節(jié)器，所述調(diào)節(jié)器編程為選擇地控制所述開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)以便選擇所述模塊中的一個(gè)或多個(gè)模塊來(lái)將電壓或相應(yīng)電壓貢獻(xiàn)給開(kāi)關(guān)閥電壓，其中所述調(diào)節(jié)器編程為通過(guò)控制所述開(kāi)關(guān)元件的所述開(kāi)關(guān)來(lái)選擇地調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置中的能量以便將每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的電壓調(diào)節(jié)到目標(biāo)電壓或朝向所述目標(biāo)電壓調(diào)節(jié)，并且所述調(diào)節(jié)器編程為根據(jù)所述開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)改變每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓。

本發(fā)明的配置提供一種控制方法，所述控制方法用于根據(jù)開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)存儲(chǔ)在開(kāi)關(guān)閥的能量存儲(chǔ)裝置中的能量。這使得開(kāi)關(guān)閥能夠在健康模塊的數(shù)量減少時(shí)繼續(xù)可靠操作，而不是在健康模塊的數(shù)量減少到低于某一閾值時(shí)通過(guò)觸發(fā)系統(tǒng)跳閘而離線。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)模塊可以包括至少一個(gè)冗余模塊。由根據(jù)本發(fā)明的能量調(diào)節(jié)提供的增加的可靠性不僅通過(guò)在健康模塊的數(shù)量減小到低于某一閾值時(shí)避免系統(tǒng)跳閘而擴(kuò)展開(kāi)關(guān)閥的操作，而且還允許減少冗余模塊的總數(shù)量，由此減少開(kāi)關(guān)閥的資本和操作支出。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)器可以編程為在根據(jù)開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)改變每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓時(shí)選擇地維持模塊的電壓之和。這種控制方法被設(shè)計(jì)成將每個(gè)模塊的電壓保持在正常操作范圍內(nèi)以提高可靠性。

在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)器可以編程為在根據(jù)開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)改變每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓時(shí)選擇地維持存儲(chǔ)在開(kāi)關(guān)閥中的總能量。這種控制方法被設(shè)計(jì)成將每個(gè)模塊的電壓近似平衡在每個(gè)模塊的電壓額定值限制和每個(gè)模塊的使用限制之間。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)器可以編程為在根據(jù)開(kāi)關(guān)閥中的健康模塊的數(shù)量來(lái)改變每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓時(shí)，根據(jù)電壓源轉(zhuǎn)換器的實(shí)際操作條件來(lái)確定每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓，使得存儲(chǔ)在每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置中的能量保持在那個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的能量存儲(chǔ)限制內(nèi)。

由于考慮電壓源轉(zhuǎn)換器的實(shí)際操作條件來(lái)確定每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的目標(biāo)電壓，通過(guò)在電壓源轉(zhuǎn)換器的操作條件(例如，DC電壓，有功功率需求和無(wú)功功率需求)改變時(shí)將存儲(chǔ)在每個(gè)能量存儲(chǔ)裝置中的能量限制在那個(gè)能量存儲(chǔ)裝置的能量存儲(chǔ)限制之間來(lái)改進(jìn)開(kāi)關(guān)閥的操作的魯棒性。這是因?yàn)槿绻豢紤]的話則操作條件中的這種變化可能導(dǎo)致超過(guò)能量存儲(chǔ)限制。