用于保護(hù)電壓源轉(zhuǎn)換器的方法和控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種方法和控制器(8)，用于保護(hù)電壓源轉(zhuǎn)換器(1)，所述電壓源轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3)，每個(gè)相(L1、L2、L3)包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元(2-1L1、2-2L1、...、2-nL1；3-1L2、3-2L2、...、3-nL2；4-1L3、4-2L3、...、4-nL3)。每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于將其旁路的旁路開關(guān)(S-1L1、S-2L1、...、S-nL1；S-1L2、S-2L2、...、S-nL2；S-1L3、S-2L3、...、S-nL3)。所述方法包括以下步驟：檢測(cè)過電壓狀況；以及同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路開關(guān)，以便根據(jù)這種過電壓狀況的檢測(cè)結(jié)果，將轉(zhuǎn)換器單元旁路。
【專利說明】用于保護(hù)電壓源轉(zhuǎn)換器的方法和控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明總體上涉及高壓設(shè)備領(lǐng)域，并且尤其涉及電壓源轉(zhuǎn)換器的保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)，也稱為STATC0M，目前是在諸如風(fēng)力和太陽(yáng)能的隨機(jī)發(fā)電組合的情況下提高電網(wǎng)供電質(zhì)量和例如確保符合各種要求的有效措施。最具挑戰(zhàn)性的要求是這些發(fā)電廠和電壓源轉(zhuǎn)換器能夠穿越低或高電壓瞬變，而不會(huì)觸發(fā)電壓斷路器并且同時(shí)保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
[0003]各個(gè)國(guó)家或地區(qū)的政府規(guī)定了各種需要，通常稱為電網(wǎng)準(zhǔn)則。穿越所述的低或高電壓瞬變通常即在電網(wǎng)故障期間和特別是在故障恢復(fù)時(shí)不失去有功和/或無功功率的支持，這時(shí)電網(wǎng)對(duì)諸如VSC的補(bǔ)償設(shè)備的需求最大。
[0004]在高電壓情況下，VSC可能會(huì)承受很高的電氣應(yīng)力(過載)以及穿越故障的要求，并且要求在故障恢復(fù)之后VSC是可控的，由于例如VSC部件尺寸過大，這可能需要明顯更高的設(shè)備成本。特別地，根據(jù)達(dá)到針對(duì)開關(guān)安全工作區(qū)域(SSOA)的半導(dǎo)體極限的DC電壓，VSC的半導(dǎo)體的受控開關(guān)需要被阻斷，從而將VSC相降低到電路的整流器類型。然后，通過由于瞬態(tài)AC過電壓產(chǎn)生的輸入電流，對(duì)VSC的DC電容器充電，從而處理過電壓情形。
[0005]目前該問題的解決方案主要是VSC的保守設(shè)計(jì)，通過加大DC電容器的尺寸和/或通過在每個(gè)轉(zhuǎn)換器相中連接額外的串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器級(jí)。此外，DC電壓鉗位設(shè)備(斬波器)可以用在VSC的每一個(gè)轉(zhuǎn)換器單元。所有的這些解決方案需要額外的成本。而且，VSC通常針對(duì)高于1.4每單位標(biāo)稱母線電壓的電壓水平而被阻斷，消除了這些阻斷時(shí)間段期間有效降低電網(wǎng)過電壓的可能性。另外，VSC在這樣高的電壓下阻斷的情況需要承擔(dān)單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，這是昂貴的并且可能是危險(xiǎn)的。
[0006]在輸電和配電系統(tǒng)中，由于開關(guān)事件或共振狀況，對(duì)于短時(shí)間間隔，通常多達(dá)3個(gè)電周期，AC電壓可能達(dá)到高水平，通常高達(dá)2每單位標(biāo)稱系統(tǒng)電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供設(shè)備和方法，用于使電壓源轉(zhuǎn)換器能夠處理高電壓瞬變，而不引入附加的設(shè)備成本。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過控制器中用于電壓源轉(zhuǎn)換器保護(hù)的方法而實(shí)現(xiàn)，該電壓源轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)相，每個(gè)相包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元。每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于將其旁路的旁路開關(guān)。該方法包括以下步驟:檢測(cè)過電壓狀況；以及同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路開關(guān)，以便根據(jù)檢測(cè)到這種過電壓狀況，將轉(zhuǎn)換器單元芳路。
[0009]借助于本發(fā)明，并與現(xiàn)有技術(shù)相反，電壓源轉(zhuǎn)換器不需要被加大尺寸以便能夠承受高電壓瞬變。本發(fā)明的工作模式不需要超尺寸的系統(tǒng)設(shè)備，因?yàn)橛上嚯娍蛊魑盏母袘?yīng)過電流低于短路電流，相電抗器針對(duì)該短路電流通常被設(shè)計(jì)成例如最多I秒期間。本發(fā)明的方法因此能夠符合政府規(guī)定的嚴(yán)格的過電壓要求，而不增加成本。另外，本發(fā)明可以有效地降低在這種過電壓狀況期間的電網(wǎng)過電壓，保護(hù)例如風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器、固定無源濾波器組和輔助電源設(shè)備的其他設(shè)備。
[0010]在實(shí)施例中，電壓源轉(zhuǎn)換器包括三角形連接的三相。該方法進(jìn)一步包括步驟:在同時(shí)控制旁路開關(guān)的步驟之前，即在啟動(dòng)旁路之前，控制和減少三角形連接的電壓源轉(zhuǎn)換器中的電流。該步驟可以被引入以消除可能的不對(duì)稱電流分量或DC電流分量，它們可能存在于無源工作模式以及使所述旁路出現(xiàn)問題。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述目的是通過對(duì)電壓源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制的控制器實(shí)現(xiàn)的，電壓源轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)相，每個(gè)相包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元。每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于將其旁路的旁路開關(guān)。控制器包括處理器，該處理器被布置成:檢測(cè)過電壓狀況；以及同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路開關(guān)，以便根據(jù)檢測(cè)到這種過電壓狀況，將轉(zhuǎn)換器單元旁路。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述目的是通過用于對(duì)電壓源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制的控制器的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的，該電壓源轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)或多個(gè)相，每個(gè)相包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元，每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于將其旁路的旁路開關(guān)。計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)其在控制器上運(yùn)行時(shí)，使控制器執(zhí)行以下步驟:檢測(cè)過電壓狀況；以及同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路開關(guān)，以便根據(jù)檢測(cè)到這種過電壓狀況，將轉(zhuǎn)換器單元旁路。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述目的是通過一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括如上所述的計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)可讀裝置，該計(jì)算機(jī)可讀裝置上存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)程序。
[0014]在閱讀下面的描述和附圖之后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1圖示了其中本發(fā)明的實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)的環(huán)境，并且尤其是多級(jí)電壓源轉(zhuǎn)換器。
[0016]圖2圖示了圖1的電壓源轉(zhuǎn)換器，旁路開關(guān)處于閉合位置。
[0017]圖3為圖1的電壓源轉(zhuǎn)換器的另一圖示，并且尤其是等效的旁路開關(guān)。
[0018]圖4為圖2的電壓源轉(zhuǎn)換器的另一圖示，示出了無源模式。
[0019]圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的方法的步驟流程圖。
[0020]圖6圖示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的控制器和裝置。
[0021]圖7圖示了在正常工作、過載工作和發(fā)明的無源模式工作中的電壓源轉(zhuǎn)換器的VI特性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在以下描述中，出于解釋而非限制的目的，闡述了具體細(xì)節(jié)，例如特定架構(gòu)、接口、技術(shù)等，以便幫助全面理解本發(fā)明。然而，很明顯，對(duì)那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以在不包括這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中實(shí)施。在其它情況下，眾所周知的設(shè)備、電路、和方法的詳細(xì)描述被省略，以免由于不必要的細(xì)節(jié)而使本發(fā)明的描述難以理解。在說明書中，相同的數(shù)字表示相同的部件。[0023]圖1示出了電壓源轉(zhuǎn)換器1，可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各方面。電壓源轉(zhuǎn)換器I包括一個(gè)或多個(gè)相；所示情況下為三相:L1、L2、L3。每相包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元，例如LI相包括轉(zhuǎn)換器單元21U、22U、...>2Λ1 ；L2相包括轉(zhuǎn)換器單元3—3....>3Λ2 ；
L3相包括轉(zhuǎn)換器單元41U、42U.....4nU。每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元進(jìn)而可以包括與電容器單元(未
示出)以H橋布置形式連接的四個(gè)閥(僅示意性圖示)。每個(gè)閥進(jìn)而包括諸如IGBT (絕緣柵雙極晶體管)的晶體管開關(guān)，其具有與其并聯(lián)連接的續(xù)流二極管。要注意的是可以使用其它半導(dǎo)體器件，例如柵極可關(guān)斷晶閘管(GTO)或集成柵極換流晶閘管(IGCT)。轉(zhuǎn)換器單元可以備選地為半橋轉(zhuǎn)換器單元，并且要注意的是，其他轉(zhuǎn)換器拓?fù)湟部梢允芤嬗诒景l(fā)明。
[0024]相L1、L2、L3通常經(jīng)由各自的相電抗器5u、5l2、5u連接到電網(wǎng)6，例如三相電網(wǎng)。
[0025]每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元進(jìn)一步包括旁路開關(guān)，用于LI相的S1U、S2U.....Snu ;用于L2相
的S1IiE、S2Ij2、...、SnL2,用于L3相的S1U、S2U、...>SnL3o旁路開關(guān)可以是任何用于保護(hù)該單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元免受過電壓和/或過電流的常規(guī)開關(guān)。這種旁路開關(guān)的示例包括晶閘管類型、IGBT類型或機(jī)械類型的開關(guān)。
[0026]還提供了用于控制電壓源轉(zhuǎn)換器I的控制器8?？刂破?例如從電網(wǎng)6中接收測(cè)量值，例如借助于電壓互感器?？刂破?以常規(guī)方式向轉(zhuǎn)換器單元傳達(dá)控制信號(hào)，例如在通信網(wǎng)絡(luò)中。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，使用每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路開關(guān)。對(duì)電壓源轉(zhuǎn)換器I進(jìn)行控制的控制器8被布置為實(shí)現(xiàn)整個(gè)三相電壓源轉(zhuǎn)換器I的同時(shí)旁路。在電壓源轉(zhuǎn)換器I的保護(hù)策略中，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換器單元的同時(shí)旁路，例如當(dāng)AC或DC電壓超過最大工作值時(shí)。
[0028]三角形連接的電壓源轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，在本方式中變?yōu)閷?duì)稱感性負(fù)載(電抗器5U、5&5U，參見圖4)，它將吸收電壓源轉(zhuǎn)換器I的若干每單位標(biāo)稱電流(例如4-10每單位)。
[0029]在這種工作模式中，轉(zhuǎn)換器單元被保護(hù)免受DC過電壓，并且同時(shí)電網(wǎng)電壓自動(dòng)減小，這歸因于高感性負(fù)載。電壓源轉(zhuǎn)換器I然后可以暫時(shí)工作在如圖7的VI曲線所示的無源模式，而不使任何轉(zhuǎn)換器部件過載。
[0030]當(dāng)電網(wǎng)電壓低于最大工作電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換器單元的旁路可以被釋放，并且電壓源轉(zhuǎn)換器能夠開始再次工作在正常可控模式。
[0031 ]芳路開關(guān) S1L1、S2li>...、SnL1 ;S1L2、S2L2>...、SnL2 ;S1L3、S2L3、...、SnL3 如圖1 所不處于其閉合位置，因此根據(jù)符合的某一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)(例如AC電壓超過最大工作值)同時(shí)打開。相
的旁路開關(guān)可以看作單個(gè)開關(guān)，如圖3所示。也就是說，對(duì)于相LI，旁路開關(guān)S1U、S2U.....Snu可以等效于將整個(gè)相臂旁路的開關(guān)Suraiv，同樣，對(duì)于相L2，旁路開關(guān)Sm、S2l2.....Siil2
可以等效于將相L2的整個(gè)相臂旁路的開關(guān)Swqv,旁路開關(guān)S1U、S2U.....Shl3可以等效于將
整個(gè)相臂L3旁路的開關(guān)
[0032]圖3示出了電壓源轉(zhuǎn)換器1，其中旁路開關(guān)在其閉合位置，從而使轉(zhuǎn)換器單元短路。圖4也示出了這種情況，即當(dāng)旁路開關(guān)已經(jīng)受控制以便處于其閉合位置，并且如前面所述，電壓源轉(zhuǎn)換器I然后成為對(duì)稱感性負(fù)載。
[0033]在一方面并參照?qǐng)D5，本發(fā)明提供了一種用于保護(hù)所述電壓源轉(zhuǎn)換器I的控制器8中的方法20。電壓源轉(zhuǎn)換器I包括一個(gè)或多個(gè)相L1、L2、L3，每個(gè)相L1、L2、L3包括一個(gè)或
多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元21U、 22U、...Λ 2nL1 ;3iL2、32L2、...、3nL2 ;4iL3、42L3、...、4址30 每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括旁路開關(guān) S1U、S2l1.....Siili ；S1L2, S2l2.....SnL2 ；S1L3> S2L3.....Snu，用于將其芳路。
[0034]該方法20包括第一步驟:檢測(cè)21過電壓狀況。通過測(cè)量電壓源轉(zhuǎn)換器I連接到其的電網(wǎng)6的AC電壓，可以檢測(cè)過電壓狀況，并且確定該AC電壓超過電壓源轉(zhuǎn)換器I的最
大工作電壓，和/或測(cè)量一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元21U、22U.....2nU ；31L2,32L2.....3Λ2 ；41L3>
42L3.....V3的DC電壓以及確定該DC電壓超過預(yù)定值，和/或測(cè)量AC電流并檢測(cè)電流超 過作為同時(shí)檢測(cè)到的高AC電壓所引起的預(yù)設(shè)值，和/或測(cè)量一個(gè)或多個(gè)相L1、L2、L3中的電流并確定該電流超過預(yù)設(shè)值。
[0035]該方法20包括第二步驟:同時(shí)控制22每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元21U、22U、...Jnu ；31L2,32L2、...、3nL2 ；41L3>42L3>...、4nL3 的旁路開關(guān) SlLl、S2Ll >...、SnL1 ；S1L2> S2L2 >...、S11L2 ；S1L3>
S2L3>...、SnL3,以便根據(jù)這種過電壓狀況的檢測(cè)結(jié)果，將轉(zhuǎn)換器單元21U、22U、...>2Λ1 ；31L2,32L2>...>3Λ2 ；41L3>42L3>...>4^3旁路。這可以例如通過從控制器8發(fā)送控制信號(hào)用于閉合芳路開關(guān)來完成。
[0036]在實(shí)施例中，其中電壓源轉(zhuǎn)換器I包括三角形連接的三個(gè)相L1、L2、L3，每個(gè)相進(jìn)一步包括各自的相電抗器5U、5&5U，該方法20可以包括另外的步驟:在同時(shí)控制22旁路開關(guān)的步驟之前，控制23和減小三角形連接的電壓源轉(zhuǎn)換器I的電流。這樣做是為了消除可能的不對(duì)稱電流分量或可能保持在無源工作模式的DC電流分量，以及損害，或造成難以重新打開任何旁路開關(guān)。
[0037]在實(shí)施例中，根據(jù)正在被旁路的轉(zhuǎn)換器單元21U、22U、...、2nU ；31L2,32L2,...>3Λ2 ；4iL3>42L3>...>4nL3,電壓源轉(zhuǎn)換器I進(jìn)入無源模式。在該無源模式中，一個(gè)或多個(gè)相L1、L2、L3的各自的相電抗器5U、5&5U吸收由檢測(cè)到的過電壓狀況引起的感應(yīng)過電流。
[0038]在實(shí)施例中，方法20包括以下進(jìn)一步的步驟:當(dāng)檢測(cè)到的過電壓狀況已經(jīng)過去，
重新打開 24 旁路開關(guān) S1U、S2l1.....Siili ；S1L2, S2l2.....SnL2 ；S1L3> S2L3.....SnC3。這是通過
從控制器8發(fā)送控制信號(hào)用于打開旁路開關(guān)并且從而將電壓源轉(zhuǎn)換器I重新置于可操作模式來完成的。
[0039]圖6示出了用于實(shí)施所描述方法的裝置，并且具體為用于控制所描述電壓源轉(zhuǎn)換器I的控制器8?？刂破?包括處理器31，其布置成:
[0040]-檢測(cè)過電壓狀況，并且
[0041]-同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元21L1、22L1.....2nL1 ;31L2、32L2.....3nL2 ;41L3、42L3.....4似
的旁路開關(guān)S1U、S2U.....Snu ；S1L2,S2L2.....Siil2 ；S1L3,S2l3.....SnL3,以便根據(jù)這種過電壓狀
況的檢測(cè)結(jié)果，將轉(zhuǎn)換器單元21U、 22L1、...> 2nL1 ;31L2>32L2>...> 3nL2 ;41L3>42L3>...>4^3 芳1?各。
[0042]控制器50包括能夠執(zhí)行存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品33中的軟件指令的處理器31，例如中央處理單元、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等。處理器31被連接到輸入裝置30，其接收例如來自轉(zhuǎn)換器單元控制和保護(hù)單元(未示出)的輸入，所述轉(zhuǎn)換器單元控制和保護(hù)單元連接到轉(zhuǎn)換器單元的的柵極單元。要注意的是，雖然圖6僅示出一個(gè)處理器31，但是實(shí)施方式可以包括分布式硬件，以便在運(yùn)行該軟件時(shí)使用幾個(gè)CPU而不是一個(gè)。同樣，雖然僅示出了一個(gè)輸入裝置30，但是可以有若干個(gè)輸入裝置。
[0043]所描述的用于控制電壓源轉(zhuǎn)換器I的方法和算法或其一部分可以例如由軟件和/或處理器31中的專用集成電路實(shí)施。為此，控制器8還可以包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品32上的計(jì)算機(jī)程序32。
[0044]仍參照附圖6，本發(fā)明還包括這種用于對(duì)電壓源轉(zhuǎn)換器I進(jìn)行控制的計(jì)算機(jī)程序32。計(jì)算機(jī)程序32包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)運(yùn)行在控制器8上，尤其在其處理器31上時(shí)，使得控制器8執(zhí)行所述的方法。
[0045]因此，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品33還設(shè)有包括計(jì)算機(jī)程序32以及存儲(chǔ)該計(jì)算機(jī)程序32的計(jì)算機(jī)可讀裝置。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品33可以是讀寫存儲(chǔ)器(RAM)或只讀存儲(chǔ)器(ROM)的任意組合。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品33還可以包括持久性存儲(chǔ)，其例如可以是磁存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器、或固態(tài)存儲(chǔ)器的任何單個(gè)或組合。
[0046]圖7圖示了電壓源轉(zhuǎn)換器的VI特性。特別是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述電壓源轉(zhuǎn)換器示出為處于正常工作、過載工作(在該狀況下，仍然完全可控)和無源模式工作。圖中，呈現(xiàn)了轉(zhuǎn)換器的可控工作范圍，顯示了在連續(xù)(IM μρ和Im ind之間)和暫時(shí)(10L cap和W ind)，通常為幾秒鐘狀況期間電網(wǎng)電壓相對(duì)于無功電流的行為。這些范圍之外的工作引起轉(zhuǎn)換器的阻斷，并且在極端的情況下，引起與電網(wǎng)的斷開。本發(fā)明的一個(gè)方面增加了由電網(wǎng)所看到的瞬態(tài)工作特性，其中轉(zhuǎn)換器被瞬時(shí)地旁路，而且由電網(wǎng)所看到的VI特性保證了電抗器的特性，有助于該系統(tǒng)穿越過電壓狀況。
[0047]總之，本發(fā)明利用現(xiàn)有的設(shè)備(單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元的旁路裝置)用于在極端過電壓狀況下實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)配置。新特征是無源工作模式，由旁路裝置通過電壓源轉(zhuǎn)換器中央控制器的協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)。該新的工作模式能夠符合各種要求，這些要求通常會(huì)導(dǎo)致額外的設(shè)備成本，并同時(shí)可以有效地降低電網(wǎng)電壓，保護(hù)例如風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和轉(zhuǎn)換器、固定無源濾波器組和輔助電源設(shè)備的其它裝置。該新的工作模式不需要超大尺寸的系統(tǒng)設(shè)備，因?yàn)橛上嚯娍蛊魉盏碾姼羞^電流通常低于相電抗器針對(duì)其常規(guī)設(shè)計(jì)的短路電流。
【權(quán)利要求】
1.一種用于保護(hù)電壓源轉(zhuǎn)換器(I)的控制器(8)中的方法(20)，所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)包括一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3)，每個(gè)相(L1、L2、L3)包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元(21L1、 22L1、...、2nL1 ;3iL2、32L2、...、3址2 ;4iL3、42L3、...、4nL3 )，每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于使其旁路的旁路開關(guān)(siu、S2l1.....Siili ；S1L2, S2l2.....SnL2 ；S1L3> S2L3.....Snc3)，所述方法(20)包括以下步驟: -檢測(cè)(21)過電壓狀況；以及
-同時(shí)控制(22)每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(21U、 22L1、...>2nL1 ;31L2>32L2>...>;41L3>42L3>...、V3)的所述旁路開關(guān)(S1U、S2L1.....Siili ；S1L2, S2l2.....SnL2 ；S1L3, S2L3.....Snc3)，以便根據(jù)這一過電壓狀況的檢測(cè)結(jié)果，將所述轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2nL1 ；31L2,32L2.....3Λ2 ；41L3>42L3、...、4nL3)芳路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(20)，其中檢測(cè)(21)過電壓狀況的步驟包括測(cè)量所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)連接到的電網(wǎng)(6)的AC電壓，并且確定所述AC電壓超過所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)的最大工作電壓，和/或測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2Λ1 ；31L2,32L2.....3Λ2 ；41L3,42L3.....4Λ3)的DC電壓并且確定所述DC電壓超過預(yù)設(shè)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法(20)，其中檢測(cè)(21)過電壓狀況的步驟包括測(cè)量所述一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3)中的電流，并且確定所述電流超過預(yù)設(shè)值。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)包括三角形連接的三個(gè)相(L1、L2、L3)，所述方法(20)進(jìn)一步包括步驟:在同時(shí)控制(22)所述旁路開關(guān)的步驟之前，控制(23)三角形連接的電壓源轉(zhuǎn)換器(I)中的電流。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中控制(22)所述旁路開關(guān)(S1U、S2l1.....Snu ；S1L2, S2L2.....SnL2 ；S1L3> S2L3.....Shl3)的步驟包括發(fā)送控制信號(hào)用于閉合所述旁路開關(guān)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)包括三角形連接的三個(gè)相(L1、L2、L3)，每個(gè)相進(jìn)一步包括各自的相電抗器(5u、5l2、5u)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中根據(jù)正在被旁路的所述轉(zhuǎn)換器單兀(21L1 >22L1 >...>2nL1 ;31L2>32L2>...>;41L3>42L3>...、4nL3 )，所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)進(jìn)入無源模式，在所述無源模式中，所述一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3)各自的相電抗器(5U、5&5U)吸收由所述檢測(cè)到的過電壓狀況引起的感應(yīng)過電流。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，包括以下進(jìn)一步的步驟:當(dāng)所述檢測(cè)到的過電壓狀況已經(jīng)過去，重新斷開(24)所述旁路開關(guān)(S1U、S2l1.....Siili ；S1L2, S2l2.....SnL2 ;§1L3、§2L3、...、SnL3)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中所述轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2nu ;31L2>32L2,...>3Λ2 ；41L3>42L3>...、4nU)包括半橋轉(zhuǎn)換器單元或全橋轉(zhuǎn)換器單元。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法(20)，其中所述旁路開關(guān)(S1U、S2U.....Siili ；S1L2> S2l2>...、S1il2 ；S1L3> S2l3>...、S1il3)包括基于晶閘管的芳路開關(guān)、基于絕緣柵雙極晶體管的旁路開關(guān)、或機(jī)械旁路開關(guān)。
11.一種用于控制電壓源轉(zhuǎn)換器⑴的控制器(7),包括一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3),每個(gè)相(L1、L2、L3)包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2Λ1 ；31L2,32L2.....3nL2 ；41L3>42L3>...、V3)，每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括旁路開關(guān)(S1U、S2L1,...> Siili ；S1L2, S2l2,...、Siil2 ；S1L3,S2L3.....Shl3),用于使其旁路，所述控制器(7)包括處理器(31)，所述處理器被布置為: -檢測(cè)過電壓狀況；并且
-同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(21U、 22U、...、2nL1 ;3iL2、32L2、...λ3^2 ;4iL3、42L3、...、4nL3)白勺所述旁路開關(guān)(Siu、 S2u、...、SnLl ;SiL2、S2L2、...'Siil2 ;SiL3、S2L3、...、SnL3 )，以便根據(jù)這種過電壓狀況的檢測(cè)結(jié)果，將所述轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2nL1 ；31L2,32L2.....3Λ2 ；41L3>42L3.....4nL3)芳路。
12.一種用于控制器(7)控制電壓源轉(zhuǎn)換器⑴的計(jì)算機(jī)程序(32)，所述電壓源轉(zhuǎn)換器(I)包括一個(gè)或多個(gè)相(L1、L2、L3)，每個(gè)相(L1、L2、L3)包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元(21L1、 22L1、...、2nL1 ;3iL2、32L2、...、3址2 ;4iL3、42L3、...、4nL3 )，每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元包括用于使其旁路的旁路開關(guān)(S1U、 S2l1、...、Siili ； Sil2 λ S2l2、...、SnL2 ;S1L3、S2L3、...、SnL3)， 所述計(jì)算機(jī)程序(32)包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序代碼在所述控制器(7)上運(yùn)行時(shí)，使所述控制器(7)執(zhí)行以下步驟: -檢測(cè)過電壓狀況；以及
-同時(shí)控制每個(gè)轉(zhuǎn)換器單元(21U、 22U、...、2nL1 ;3iL2、32L2、...λ3^2 ;4iL3、42L3、...、4nL3)白勺所述旁路開關(guān)(Siu、 S2u、...、SnLl ;SiL2、S2L2、...'Siil2 ;SiL3、S2L3、...、SnL3 )，以便根據(jù)這種過電壓狀況的檢測(cè)結(jié)果，將所述轉(zhuǎn)換器單元(21U、22U.....2nL1 ；31L2,32L2.....3Λ2 ；41L3>42L3.....4nL3)芳路。
13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(33)，包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序(32)，以及其上存儲(chǔ)所述計(jì)算機(jī)程序(32)的·計(jì)算機(jī)可讀裝置。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK103597733SQ201180071532
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】J-P·哈斯勒, M·蒙格, M·德奧利維拉 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司