在輸電網(wǎng)中,交流(AC)功率通常轉(zhuǎn)換成直流(DC)功率用于經(jīng)由高架線和/或海底電纜的傳輸。這個轉(zhuǎn)換消除用來補(bǔ)償由傳輸線路或電纜所施加的AC電容負(fù)載效應(yīng)的需要,并且由此降低線路和/或電纜的每公里成本。因而,在功率需要通過長距離來傳送時,從AC到DC的轉(zhuǎn)換變成節(jié)省成本的。
AC功率到DC功率的轉(zhuǎn)換還用于其中必需與以不同頻率操作的AC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連的輸電網(wǎng)中。在任何這種輸電網(wǎng)中,在AC與DC功率的每個接口處要求轉(zhuǎn)換器以實現(xiàn)所要求轉(zhuǎn)換,以及一個這種形式的轉(zhuǎn)換器是電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)。
按照本發(fā)明的第一方面,提供一種電壓源轉(zhuǎn)換器,其包括用于到DC網(wǎng)絡(luò)的連接的第一和第二DC端子,電壓源轉(zhuǎn)換器還包含連接在第一與第二DC端子之間的至少一個分支,所述或每個分支包含:
相位元件,包含連接在H橋接器中以定義第一和第二對角切換對的串聯(lián)連接切換元件的兩個并聯(lián)連接集合,串聯(lián)連接切換元件的每個集合之間的相應(yīng)結(jié)點(junction)定義用于到AC網(wǎng)絡(luò)的連接的AC端子;以及
子轉(zhuǎn)換器,配置成可控制以充當(dāng)電壓波形合成器;
其中電壓源轉(zhuǎn)換器還包含控制器,該控制器用來操作子轉(zhuǎn)換器以選擇地合成驅(qū)動換向電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流,以便使在H橋接器的AC側(cè)處的AC側(cè)電流與DC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小,并且由此執(zhí)行電流從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向。
在使用中,如圖1所示,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合可切換以互連AC和DC端子來促進(jìn)AC與DC網(wǎng)絡(luò)之間的功率的傳遞。串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合可在跨H橋接器的零電壓來切換,以提供低開關(guān)損耗。
雖然跨H橋接器的電壓在第一和第二對角切換對的切換時刻為零,但是在VSC在整功率因數(shù)(即,沒有無功功率在VSC與AC網(wǎng)絡(luò)之間交換)操作時,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合以零電流來切換,如圖2所示。但是,在操作VSC以便與AC網(wǎng)絡(luò)交換無功功率時,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合以高電流電平來切換,如圖2所示。在極限情況下,在VSC作為靜態(tài)同步補(bǔ)償器進(jìn)行操作時,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合以接近額定電流(即,1.0每單位電流)的電流電平來切換。
另外,如圖3所圖示,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合的切換在H橋接器的DC側(cè)上的DC側(cè)電感62(其能夠在300 μH至400 μH的范圍中)(其可通過VSC組件來貢獻(xiàn)(contribute))存在的情況下以及在H橋接器的AC側(cè)上的AC側(cè)電感64(其通過轉(zhuǎn)換器變壓器和其他網(wǎng)絡(luò)電感阻抗來貢獻(xiàn))存在的情況下執(zhí)行。
在串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合的切換期間,以AC和DC側(cè)電流的幅度和/或方向的不同等級將AC和DC側(cè)電感相互串聯(lián)連接導(dǎo)致用來均衡AC和DC側(cè)電流所要求的電流中的突然變化。這是因為與具有無功功率流的AC側(cè)電流相比,串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合的切換固有地引起DC側(cè)電流的快速反向。這意味著迫使AC和DC側(cè)電感進(jìn)行與最初相反的電流方向的直接串聯(lián)連接。這在AC與DC側(cè)電感之間形成公共串聯(lián)電流通路時又將固有地引起大(和潛在破壞)電壓瞬變。
按照本發(fā)明的電壓源轉(zhuǎn)換器中的控制器的提供實現(xiàn)子轉(zhuǎn)換器的如下的操作:在對第一與第二對角切換對之間的電流進(jìn)行換向時使AC與DC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小,并且由此實現(xiàn)第一和第二對角切換對的安全電流切換。這不僅防止在AC與DC側(cè)電感之間形成公共串聯(lián)電流通路時的大電壓瞬變的發(fā)生,而且還消除了用來在H橋接器的DC側(cè)處連接高壓換向電容器的需要,因而改進(jìn)換向操作的可靠性,并且提供VSC的成本、大小和重量方面的節(jié)省。
控制器可配置成操作子轉(zhuǎn)換器以選擇地合成驅(qū)動換向電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流,以便在對第一與第二對角切換對之間的電流進(jìn)行換向時使H橋接器的AC側(cè)處的AC側(cè)電流與DC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小,并且由此實現(xiàn)第一和第二對角切換對的安全電流切換。
可選地,控制器可配置成操作子轉(zhuǎn)換器來合成驅(qū)動換向電壓以修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流以便消除DC側(cè)電流與AC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差。這意味著,DC側(cè)與AC側(cè)電流之間的幅度中的任何差將會減小為零,因而導(dǎo)致在開關(guān)換向時的極少或沒有(little to no)電壓擾動。
將領(lǐng)會,驅(qū)動換向電壓可以為正的或負(fù)的,這取決于AC側(cè)電流的方向。
按照本發(fā)明的電壓源轉(zhuǎn)換器的配置可變化以便能夠執(zhí)行其功能。
子轉(zhuǎn)換器可與相位元件并聯(lián)連接。子轉(zhuǎn)換器和相位元件的這種并聯(lián)連接準(zhǔn)許子轉(zhuǎn)換器的如下的操作:支持出現(xiàn)于DC端子兩端的DC網(wǎng)絡(luò)的DC電壓的至少部分。這消除對單獨子轉(zhuǎn)換器用來支持出現(xiàn)于第一和第二DC端子兩端的DC網(wǎng)絡(luò)的DC電壓的至少部分的需要,因而提供電壓源轉(zhuǎn)換器的大小、重量和成本方面的節(jié)省。
子轉(zhuǎn)換器可與H橋接器串聯(lián)連接。子轉(zhuǎn)換器和H橋接器的這種串聯(lián)連接準(zhǔn)許子轉(zhuǎn)換器的如下的操作:以出現(xiàn)于DC端子兩端的DC網(wǎng)絡(luò)的DC電壓的最小影響合成驅(qū)動換向電壓,因而保持跨DC端子的高質(zhì)量DC電壓,并且由此使換向操作對DC側(cè)功率質(zhì)量可能具有的任何不利影響為最小(或者消除)。
子轉(zhuǎn)換器可在H橋接器的DC側(cè)處與H橋接器串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。子轉(zhuǎn)換器可在H橋接器的DC側(cè)處與包含相位元件的電氣塊(electrical block)并聯(lián)連接。
每個切換元件可包含至少一個有源切換裝置,其與反并聯(lián)無源電流校驗元件并聯(lián)連接。
所述或每個有源切換裝置可采取自換向切換裝置的形式。所述或每個自換向切換裝置可以是絕緣柵雙極晶體管、柵關(guān)斷晶閘管、場效應(yīng)晶體管、注入增強(qiáng)柵晶體管、集成柵換向晶閘管或者任何其他自換向切換裝置。每個切換元件中的有源切換裝置的數(shù)量可根據(jù)那個切換元件的所要求電壓和電流額定而變化。
所述或每個無源電流校驗元件可包含至少一個無源電流校驗裝置。所述或每個無源電流校驗裝置可以是能夠僅在一個方向上限制電流的任何裝置、例如二極管。每個無源電流校驗元件中的無源電流校驗裝置的數(shù)量可根據(jù)那個無源電流校驗元件的所要求電壓和電流額定而變化。
子轉(zhuǎn)換器可以是多電平轉(zhuǎn)換器。
子轉(zhuǎn)換器可包含至少一個模塊,所述或每個模塊可操作以選擇地提供電壓源。在子轉(zhuǎn)換器中至少一個模塊的包含為子轉(zhuǎn)換器提供合成預(yù)期電壓波形的可靠部件。
子轉(zhuǎn)換器中的所述或每個模塊的配置可變化,以使它能夠選擇地提供電壓源。
例如,所述或每個模塊可包含至少一個模塊開關(guān)和至少一個能量存儲裝置,所述或每個模塊中的所述或每個模塊開關(guān)和所述或每個能量存儲裝置組合以選擇地提供電壓源。所述或每個能量存儲裝置可以是能夠存儲和釋放能量的任何裝置,例如電容器、燃料電池或電池組。
在本發(fā)明的實施例中,所述或每個模塊中的所述或每個模塊開關(guān)和所述或每個能量存儲裝置可組合以選擇地提供單向電壓源。例如,所述或每個模塊可包含一對模塊開關(guān),其按照半橋布置與能量存儲裝置并聯(lián)連接,以定義能夠提供零或正電壓并且能夠在兩個方向上傳導(dǎo)電流的2象限單極模塊。
在本發(fā)明的其他實施例中,所述或每個模塊中的所述或每個模塊開關(guān)和所述或每個能量存儲裝置可組合以選擇地提供雙向電壓源。例如,所述或每個模塊可包含兩對模塊開關(guān),其按照全橋布置與能量存儲裝置并聯(lián)連接,以定義能夠提供負(fù)、零或正電壓并且能夠在兩個方向上傳導(dǎo)電流的4象限雙極模塊。
子轉(zhuǎn)換器可包含多個串聯(lián)連接模塊,其定義鏈?zhǔn)芥溌?chain-link)轉(zhuǎn)換器。鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)許到鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器每個提供其自己的電壓來跨鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的組合電壓的積聚,該組合電壓高于從其個別模塊的每個可用的電壓。按照這種方式,每個模塊中的所述或每個模塊開關(guān)的切換使鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器提供階躍可變電壓源,其準(zhǔn)許使用階躍近似跨鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的電壓波形的生成。因此,鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器能夠提供大范圍的復(fù)合電壓波形。
所述或每個能量存儲裝置可以是能夠存儲和釋放能量的任何裝置,例如電容器、燃料電池或電池組。
控制器配置成操作子轉(zhuǎn)換器以選擇地修改其輸出電壓以使H橋接器的DC側(cè)處的DC電壓為最小。這不僅準(zhǔn)許在跨H橋接器的零電壓來切換第一和第二對角切換對以提供低開關(guān)損耗,而且還消除對于用來使H橋接器的DC側(cè)處的DC電壓為最小的附加硬件的需要。
控制器可配置成在操作子轉(zhuǎn)換器以合成驅(qū)動換向電壓時選擇地切換串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合,以形成AC短路器(crowbar)。AC短路器定義電流通路,其準(zhǔn)許H橋接器電流的至少部分在AC端子之間流動,并且旁路H橋接器的DC側(cè)。
控制器可配置成在操作子轉(zhuǎn)換器以合成驅(qū)動換向電壓時選擇地切換串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合的至少一個,以形成DC短路器。DC短路器定義電流通路,其準(zhǔn)許H橋接器電流的至少部分在H橋接器的DC側(cè)中流動,并且旁路H橋接器的AC側(cè)。
控制器可配置成在操作子轉(zhuǎn)換器以合成驅(qū)動換向電壓時選擇地切換串聯(lián)連接切換元件的并聯(lián)連接集合,以同時形成AC和DC短路器。
AC短路器和/或DC短路器按照這種方式的形成幫助防止DC側(cè)電流反向(其將會以別的方式在第一和第二對角切換對的各切換時刻導(dǎo)致大電壓瞬變)的發(fā)生。否則,大電壓瞬變的發(fā)生可引起轉(zhuǎn)換器破壞和電磁干擾問題,這對于其中第一和第二對角切換對的切換連續(xù)并且重復(fù)發(fā)生的實際轉(zhuǎn)換器站是不可接受的。因此,用來形成AC短路器和/或DC短路器的能力增強(qiáng)電壓源轉(zhuǎn)換器安全并且可靠地執(zhí)行換向操作的能力。
控制器還可配置成操作子轉(zhuǎn)換器,以在AC端子處的AC電壓的零交叉周期期間選擇地執(zhí)行電流從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向。這防止換向操作顯著地修改AC端子處的AC電壓,因而保持AC端子處的高質(zhì)量AC電壓,并且由此使換向操作對AC側(cè)功率質(zhì)量可能具有的任何不利影響為最小(或消除)。
在每個切換元件包含與反并聯(lián)無源電流校驗元件并聯(lián)連接的有源切換裝置時,控制器可配置成控制第一和第二對角切換對的切換的定時,以在驅(qū)動換向電壓的合成期間防止電流從反并聯(lián)無源電流校驗元件到相同切換元件的有源切換裝置的傳遞。這防止有源切換裝置以有限電流切換,這將會引起較高開關(guān)損耗。
在每個切換元件包含與反并聯(lián)無源電流校驗元件并聯(lián)連接的有源切換裝置時,控制器可配置成控制第一和第二對角切換對的切換的定時,以在驅(qū)動換向電壓的合成期間準(zhǔn)許電流從有源切換裝置到相同切換元件的反并聯(lián)無源電流校驗元件的傳遞。這確保在切換之前沒有有限電流在有源切換裝置中流動,因而使開關(guān)損耗為最小??刂破骺膳渲贸刹僮髯愚D(zhuǎn)換器,以在電流從有源切換裝置到反并聯(lián)無源電流校驗元件的傳遞之后提供電壓將反并聯(lián)無源電流校驗元件中的電流驅(qū)動為零。
每個切換元件可包含至少一個第一切換裝置,其與至少一個第二切換裝置反串聯(lián)連接,以便為H橋接器提供正向和反向電壓能力。按照這種方式配置H橋接器的切換元件準(zhǔn)許電壓源轉(zhuǎn)換器的如下的操作:可靠地執(zhí)行電流對兩種AC側(cè)電流方向從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向。例如,控制器可配置成在驅(qū)動換向電壓的合成期間切換切換元件,以將電氣旁路中的每個第一切換裝置配置成并且將至少一個第二切換裝置配置成支持驅(qū)動換向電壓的至少部分。
為了本說明書的目的,電氣旁路中的切換裝置的配置與切換裝置的配置同步,以準(zhǔn)許電流流經(jīng)其中。
相比之下,在電壓源轉(zhuǎn)換器中的具有單向電壓能力(即,H橋接器不能支持正向和反向兩種電壓)的H橋接器的使用意味著,電壓源轉(zhuǎn)換器能夠僅對一個AC側(cè)電流方向而不是兩個方向可靠地執(zhí)行電流從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向,因而限制電壓源轉(zhuǎn)換器的電流換向能力。
第一和第二切換裝置的相應(yīng)數(shù)量可被選擇以便為H橋接器提供不對稱正向和反向電壓能力。按照這種方式配置H橋接器準(zhǔn)許電壓源轉(zhuǎn)換器中的切換裝置的數(shù)量的優(yōu)化,同時滿足換向操作的要求。
電壓源轉(zhuǎn)換器可包含多個分支。每個分支的相位元件經(jīng)由其AC端子可以可連接到多相AC網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)相。多個分支可串聯(lián)連接在第一與第二DC端子之間。
現(xiàn)在作為非限制性示例、關(guān)于附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例,附圖包括:
圖1a至圖1c通過示意形式示出按照本發(fā)明的第一實施例的電壓源轉(zhuǎn)換器;
圖2通過示意形式圖示在VSC在整功率因數(shù)操作時并且在操作VSC以便與AC網(wǎng)絡(luò)交換無功功率時在圖1a的VSC的H橋接器的AC和DC側(cè)處的電流中的變化;
圖3通過示意形式圖示H橋接器的DC側(cè)上的DC側(cè)電感的存在和H橋接器的AC側(cè)上的AC側(cè)電感的存在;
圖4通過示意形式圖示圖1a的電壓源轉(zhuǎn)換器的第一換向操作;
圖5通過示意形式圖示在正驅(qū)動換向電壓不存在的情況下的圖1a的VSC的操作;
圖6通過示意形式圖示在負(fù)驅(qū)動換向電壓不存在的情況下的圖1a的VSC的操作;
圖7a和圖7b通過示意形式圖示圖1a的電壓源轉(zhuǎn)換器的第二換向操作;
圖8a和圖8b通過示意形式圖示圖1a的電壓源轉(zhuǎn)換器的第三換向操作;
圖9通過示意形式圖示圖1a的VSC的AC端子處的階躍AC電壓的零交叉周期;
圖10通過示意形式圖示在圖1a的電壓源轉(zhuǎn)換器的換向操作期間的不同時間關(guān)斷IGBT的結(jié)果;
圖11通過示意形式示出按照本發(fā)明的第二實施例的電壓源轉(zhuǎn)換器;
圖12通過示意形式示出按照本發(fā)明的第三實施例的電壓源轉(zhuǎn)換器的H橋接器;以及
圖13a和圖13b通過示意形式圖示圖12的電壓源轉(zhuǎn)換器的換向操作。
按照本發(fā)明的第一實施例的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30在圖1a中示出。
第一電壓源轉(zhuǎn)換器30包括第一和第二DC端子32、34、多個相位元件36、多個輔助子轉(zhuǎn)換器38以及多個第三(tertiary)子轉(zhuǎn)換器39。
每個相位元件36包含連接在H橋接器中以定義第一和第二對角切換對的串聯(lián)連接切換元件40的兩個并聯(lián)連接集合。串聯(lián)連接切換元件40的每個集合之間的相應(yīng)結(jié)點定義AC端子42。
在使用中,每個相位元件36的AC端子42通過多個開口二次變壓器繞組44的相應(yīng)繞組來互連。每個二次變壓器繞組44與多個一次變壓器繞組46的相應(yīng)繞組相互耦合。多個一次變壓器繞組46按照星形配置來連接,其中每個一次變壓器繞組46的第一端連接到公共結(jié)點48,以及每個一次變壓器繞組46的第二端連接到三相AC網(wǎng)絡(luò)50的相應(yīng)相。按照這種方式,在使用中,每個相位元件36的AC端子42連接到三相AC網(wǎng)絡(luò)50的相應(yīng)相。
公共結(jié)點48定義多個一次變壓器繞組46的中性點并且接地(未示出)。
每個相位元件36的H橋接器與多個第三子轉(zhuǎn)換器39的相應(yīng)子轉(zhuǎn)換器串聯(lián)連接,以定義電氣塊。每個輔助子轉(zhuǎn)換器38與電氣塊的相應(yīng)電氣塊并聯(lián)連接,以形成分支。
每個子轉(zhuǎn)換器38、39包含多個模塊52。
每個輔助子轉(zhuǎn)換器38的每個模塊52包含一對模塊開關(guān)54以及采取電容器形式的能量存儲裝置56。在每個輔助子轉(zhuǎn)換器38中,模塊開關(guān)對54按照半橋布置與電容器56并聯(lián)連接,以定義能夠提供零或正電壓并且能夠在兩個方向上傳導(dǎo)電流的2象限單極模塊,如圖1b所示。
每個第三子轉(zhuǎn)換器39的每個模塊52包含兩對模塊開關(guān)54以及采取電容器形式的能量存儲裝置56。在每個第三子轉(zhuǎn)換器39中,模塊開關(guān)對54按照全橋布置與電容器56并聯(lián)連接,以定義能夠提供負(fù)、零或正電壓并且能夠在兩個方向上傳導(dǎo)電流的4象限雙極模塊,如圖1c所示。
多個分支串聯(lián)連接在第一與第二DC端子32、34之間。在使用中,第一和第二DC端子32、34分別連接到DC網(wǎng)絡(luò)58的第一和第二端子,DC網(wǎng)絡(luò)58的第一端子攜帶正DC電壓,DC網(wǎng)絡(luò)58的第二端子攜帶負(fù)DC電壓。
如上所述的每個分支的配置意味著,在使用中,DC電壓出現(xiàn)于每個相位元件36的串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合兩端。
因此,在使用中,每個相位元件36的H橋接器互連DC電壓和AC電壓,即,每個相位元件36的H橋接器互連DC側(cè)和AC側(cè)。
每個切換元件40和模塊開關(guān)54包含單個有源切換裝置。每個切換元件40和模塊開關(guān)54還包含無源電流校驗元件,其與每個有源切換裝置反并聯(lián)連接。
每個有源切換裝置采取絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的形式。設(shè)想在本發(fā)明的其他實施例中,每個IGBT可由柵關(guān)斷晶閘管、場效應(yīng)晶體管、注入增強(qiáng)柵晶體管、集成柵換向晶閘管或者任何其他自換向切換裝置來取代。每個切換元件和模塊開關(guān)中的有源切換裝置的數(shù)量可根據(jù)切換元件和模塊開關(guān)的所要求的相應(yīng)電壓額定而變化。
每個無源電流校驗元件包含采取二極管形式的無源電流校驗裝置。設(shè)想在其他實施例中,每個二極管可由能夠僅在一個方向上限制電流的任何其他裝置來取代。每個無源電流校驗元件中的無源電流校驗裝置的數(shù)量可根據(jù)無源電流校驗元件的所要求的相應(yīng)電壓額定而變化。
為了本說明書的目的,術(shù)語“上”和“下”預(yù)計識別相同集合中的切換元件40,由此上和下切換元件通過定義AC端子42的相應(yīng)結(jié)點來分隔。在所示實施例中,相位元件相對于DC端子32、34的連接意味著,每個上切換元件40在第一DC端子32與相應(yīng)AC端子42之間延伸,以及每個下切換元件40在第二DC端子34與相應(yīng)AC端子42之間延伸。術(shù)語“上”和“下”還預(yù)計類似地識別切換元件40的組件,即,上和下IGBT以及上和下二極管。
還設(shè)想在本發(fā)明的其他實施例中,每個電容器可由能夠存儲和釋放能量的另一種類型的能量存儲裝置(例如燃料電池或電池組)來取代。
每個子轉(zhuǎn)換器38、39中的多個串聯(lián)連接模塊52定義鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器。
通過改變模塊開關(guān)54的狀態(tài),每個模塊52的電容器56選擇地被旁路或插入到鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器中。這選擇地引導(dǎo)電流經(jīng)過電容器56或者使電流旁路電容器56,使得模塊52在每個輔助子轉(zhuǎn)換器38的情況下提供零或正電壓,以及模塊52在每個第三子轉(zhuǎn)換器39的情況下提供負(fù)、零或正電壓。
在模塊52中的模塊開關(guān)54配置成形成模塊52中的短路時,旁路模塊52的電容器56。這使鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器中的電流經(jīng)過短路并且旁路電容器56,以及因此模塊52提供零電壓,即,模塊52按照旁路模式來配置。
在模塊52中的模塊開關(guān)54配置成允許鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器中的電流流入和流出電容器56時,模塊52的電容器56插入到鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器中。電容器56然后充電或者排放其存儲能量,以便提供非零電壓,即,模塊52按照非旁路模式來配置。
設(shè)想在本發(fā)明的其他實施例中,每個模塊可由可操作以選擇地提供電壓源的另一種類型的模塊(例如包含至少一個模塊開關(guān)和至少一個能量存儲裝置的另一種類型的模塊)來取代,所述或每個模塊中的所述或每個模塊開關(guān)和所述或每個能量存儲裝置組合以選擇地提供電壓源。
鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)許經(jīng)由插入各將其自己的電壓提供的多個模塊52的能量存儲裝置56到鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器中而跨鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的組合電壓的積聚,該組合電壓高于從其個別模塊52的每個可用的電壓。按照這種方式,每個模塊52中的每個模塊開關(guān)54的切換使鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器提供階躍可變電壓源,其準(zhǔn)許使用階躍近似跨鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器的電壓波形的生成。因此,每個鏈?zhǔn)芥溌忿D(zhuǎn)換器能夠提供大范圍的復(fù)合電壓波形。
每個分支中的輔助子轉(zhuǎn)換器38和電氣塊的并聯(lián)連接準(zhǔn)許輔助子轉(zhuǎn)換器38選擇地充當(dāng)電壓波形合成器,以便合成電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流。另外,輔助子轉(zhuǎn)換器38和電氣塊的并聯(lián)連接準(zhǔn)許輔助子轉(zhuǎn)換器38的以下操作:支持出現(xiàn)于DC端子32、34兩端的DC網(wǎng)絡(luò)58的DC電壓的部分。
每個分支中的第三子轉(zhuǎn)換器39和H橋接器的串聯(lián)連接準(zhǔn)許第三子轉(zhuǎn)換器39選擇地充當(dāng)電壓波形合成器,以便合成電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流。
設(shè)想在本發(fā)明的其他實施例中,每個輔助子轉(zhuǎn)換器的配置可變化,只要每個輔助子轉(zhuǎn)換器能夠選擇地充當(dāng)電壓波形合成器,以便合成電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流,以及每個第三子轉(zhuǎn)換器的配置可變化,只要每個第三子轉(zhuǎn)換器能夠選擇地充當(dāng)電壓波形合成器,以便合成電壓來修改H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流。例如,每個輔助子轉(zhuǎn)換器可以是多電平轉(zhuǎn)換器,和/或每個第三子轉(zhuǎn)換器可以是多電平轉(zhuǎn)換器。
第一電壓源轉(zhuǎn)換器30還包含控制器60,其配置成操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39。
第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的操作關(guān)于圖2至圖10描述如下。
在使用中,如圖2所示,串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合可切換以互連AC和DC端子42、32、34,以促進(jìn)AC與DC網(wǎng)絡(luò)50、58之間的功率的傳遞。
串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合在跨H橋接器的零電壓來切換,以提供低開關(guān)損耗。零電壓經(jīng)過控制器60施加于H橋接器兩端,該控制器60操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39以選擇地將相應(yīng)輸出電壓減小為零,以便使H橋接器的DC側(cè)處的DC電壓為最小。這不僅準(zhǔn)許在跨H橋接器的零電壓來切換串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合以提供低開關(guān)損耗,而且還消除對于用來使H橋接器的DC側(cè)處的DC電壓為最小的附加硬件的需要。
切換串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合以促進(jìn)AC與DC網(wǎng)絡(luò)50、58之間的功率的傳遞要求電流從第一對角切換對換向到第二對角切換對以及反之亦然。取決于H橋接器的AC側(cè)處的AC側(cè)電流的方向,在電流從第一對角切換對到第二對角切換對(并且反之亦然)的換向期間,要求電流從上二極管換向到切換元件40的相同集合的下IGBT或者從上IGBT換向到切換元件40的相同集合的下二極管。
為了本說明書的目的,關(guān)于電流從第一對角切換對到第二對角切換對的換向來描述用來執(zhí)行電流的換向的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的操作。將領(lǐng)會,用來執(zhí)行電流從第一對角切換對到第二對角切換對的換向的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的所述操作已作必要修正應(yīng)用于用來執(zhí)行電流從第二對角切換對到第一對角切換對的換向的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的操作。
如圖3所圖示,串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合的切換在H橋接器的DC側(cè)上的DC側(cè)電感62(其由輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的模塊52以及用來將H橋接器連接到輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的匯流條來貢獻(xiàn))存在的情況下以及在AC側(cè)電感64(其由H橋接器的AC側(cè)上的變壓器繞組44、46和其他網(wǎng)絡(luò)電感阻抗來貢獻(xiàn))存在的情況下執(zhí)行。
在串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合被切換以準(zhǔn)許電流從上二極管傳遞到切換元件40的相同集合的下IGBT時,控制器60在第一換向操作中操作輔助子轉(zhuǎn)換器38選擇地合成正驅(qū)動換向電壓66,以便將H橋接器的DC側(cè)處的DC側(cè)電流驅(qū)動68為零,并且然后將它驅(qū)動為等于H橋接器的AC側(cè)處的AC側(cè)電流的負(fù)值,如圖4所示。驅(qū)動換向電壓66行動以反向偏置上二極管。一旦DC側(cè)電流的方向反向,則它能夠在下IGBT中安全地流動。換言之,驅(qū)動換向電壓66的合成使DC側(cè)電流與AC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小,因而實現(xiàn)電流從上二極管到切換元件40的相同集合的下IGBT的換向。
在沒有驅(qū)動換向電壓66的情況下,第一和第二對角切換對的切換不足以將電流從第一對角切換對傳遞到第二對角切換對,如圖5所示。
圖4中,第三子轉(zhuǎn)換器39描繪為在由輔助子轉(zhuǎn)換器38對正驅(qū)動換向電壓66的合成期間提供跨其中的零電壓。設(shè)想正驅(qū)動換向電壓66可由第三子轉(zhuǎn)換器39而不是輔助子轉(zhuǎn)換器38來合成。
圖4所示的第一換向操作有利地防止以AC側(cè)和DC側(cè)電流的幅度和方向的不同等級的相互串聯(lián)AC和DC側(cè)電感64、62的直接串聯(lián)連接(這將會導(dǎo)致用來均衡AC側(cè)和DC側(cè)電流所要求的電流中的突然變化)。電流中的突然變化在AC與DC側(cè)電感64、62之間形成公共串聯(lián)電流通路時又將會固有地引起大(和潛在破壞)電壓瞬變。
在串聯(lián)連接切換元件40的并聯(lián)連接集合被切換以準(zhǔn)許電流從上IGBT傳遞到切換元件40的相同集合的下二極管時,H橋接器電流最初在第一對角切換對的IGBT中流動,如圖6所示。因此,在第一對角切換對的IGBT關(guān)斷時,電流突然中斷,并且必須在第二對角切換對的IGBT中流動,因為不存在可用的其他續(xù)流二極管通路,因而導(dǎo)致突然的DC側(cè)電流反向。能夠看到,通過第一對角切換對的IGBT的強(qiáng)制關(guān)斷將電流從上IGBT換向到切換元件40的相同集合的下二極管是成問題的。
為了使電流安全并且可靠地從上IGBT換向到切換元件40的相同集合的下二極管,必須滿足下面幾點:
·AC側(cè)電流應(yīng)當(dāng)保持標(biāo)稱恒定;
·DC側(cè)電流應(yīng)當(dāng)被控制成反向并且等于AC側(cè)電流;
·AC側(cè)電流應(yīng)當(dāng)暫時包含在H橋接器內(nèi);
·應(yīng)當(dāng)應(yīng)用相對DC網(wǎng)絡(luò)58的短路器;
·要求負(fù)驅(qū)動換向電壓的合成。
第二換向操作關(guān)于圖7a和圖7b執(zhí)行如下。
如前面的一樣,零電壓經(jīng)過控制器60施加于H橋接器兩端,該控制器60操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39以選擇地將其輸出電壓減小為零,以便使H橋接器的DC側(cè)處的DC電壓為最小。
切換元件40的并聯(lián)連接集合的所有IGBT切換到其通態(tài),這導(dǎo)致AC和DC短路器的同時形成。AC短路器定義電流通路,其準(zhǔn)許H橋接器電流的至少部分在AC端子42之間流動,并且旁路H橋接器的DC側(cè)。DC短路器定義電流通路,其準(zhǔn)許H橋接器電流的至少部分在H橋接器的DC側(cè)中流動,并且旁路H橋接器的AC側(cè)。在這個方面,DC短路器的形成僅影響相應(yīng)分支,而不影響其他兩個分支。
控制器則操作第三子轉(zhuǎn)換器39以選擇地合成負(fù)驅(qū)動換向電壓67,其依靠所有IGBT切換到其通態(tài)來直接施加到DC側(cè)電感62。
最初,DC側(cè)電流通過驅(qū)動換向電壓來驅(qū)動到500A,其中在第一對角切換對的IGBT中流動的電流從1000A改變成750A,并且其中在第二對角切換對的IGBT中流動的電流從0改變成250A。驅(qū)動換向電壓繼續(xù)減小DC側(cè)電流,直至它減小為零。此后,驅(qū)動換向電壓行動以使DC側(cè)電流反向,并且然后將DC側(cè)電流驅(qū)動為等于AC側(cè)電流的負(fù)值,由此將電流從上IGBT換向到切換元件40的相同集合的下二極管,并且由此完成從第一對角切換對到第二對角切換對的電流換向。
一旦換向操作完成,第一對角切換對的IGBT能夠以零電流切斷(即,軟切換),以及第三子轉(zhuǎn)換器39的模塊52能夠按照其旁路模式來配置,即,第三子轉(zhuǎn)換器39的每個模塊52配置成提供零電壓,直到要求它們提供電壓源。
AC和DC短路器按照這種方式的形成幫助防止DC側(cè)電流反向(其將會以別的方式在第一和第二對角切換對的每個切換時刻導(dǎo)致大電壓瞬變)的發(fā)生。否則,大電壓瞬變的發(fā)生可引起轉(zhuǎn)換器破壞和電磁干擾問題,這對于其中第一和第二對角切換對的切換連續(xù)并且重復(fù)發(fā)生的實際轉(zhuǎn)換器站是不可接受的。因此,用來形成AC和DC短路器的能力增強(qiáng)第一電壓源轉(zhuǎn)換器30用來安全并且可靠地執(zhí)行換向操作的能力。
執(zhí)行第三換向操作,以執(zhí)行電流從上二極管到下IGBT的換向,如圖8a和圖8b所示。第三換向操作與第二換向操作相同,除了控制器60操作輔助子轉(zhuǎn)換器38(如圖8a和圖8b所示)以選擇地合成正驅(qū)動換向電壓66,以便將DC側(cè)電流驅(qū)動為零,并且然后將它驅(qū)動為等于AC側(cè)電流的負(fù)值,以及由此執(zhí)行電流從上二極管到切換元件40的相同集合的下IGBT的換向。與第一換向操作類似,設(shè)想,可操作第三子轉(zhuǎn)換器39而不是輔助子轉(zhuǎn)換器38來合成正驅(qū)動換向電壓66。
設(shè)想在本發(fā)明的其他實施例中,輔助子轉(zhuǎn)換器38可配置成包含至少一個模塊,其可操作以選擇地提供雙向電壓源。例如,輔助子轉(zhuǎn)換器38的至少一個模塊可包含兩對模塊開關(guān),其按照全橋布置與能量存儲裝置并聯(lián)連接,以定義能夠提供負(fù)、零或正電壓并且能夠在兩個方向上傳導(dǎo)電流的4象限雙極模塊。將輔助子轉(zhuǎn)換器38的至少一個模塊配置成可操作以選擇地提供電壓源使輔助子轉(zhuǎn)換器38能夠合成負(fù)驅(qū)動換向電壓67。
圖1a的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30中的控制器60的提供實現(xiàn)輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39任一個或兩者的如下的操作:在對第一與第二對角切換對之間的電流進(jìn)行換向時消除AC與DC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差,并且由此實現(xiàn)第一和第二對角切換對的安全電流切換。這不僅防止在AC與DC側(cè)電感64、62之間形成公共串聯(lián)電流通路時的大電壓瞬變的發(fā)生,而且還消除了用來在H橋接器的DC側(cè)處連接大高壓換向電容器的需要,因而改進(jìn)換向操作的可靠性,并且提供第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的成本、大小和重量方面的節(jié)省。
可選地,控制器60可配置成操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的任一個或兩者來合成驅(qū)動換向電壓,以修改DC側(cè)電流,以便使DC側(cè)電流與AC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小而不是消除。這意味著,DC側(cè)與AC側(cè)電流之間的幅度中的任何差將會減小為接近零值而不為零。
圖1a的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的配置使AC和DC側(cè)功率質(zhì)量的影響為最小。
首先,在上述第二和第三換向操作期間,AC和DC短路器的形成導(dǎo)致零電壓出現(xiàn)在AC端子42處。在VSC的正常操作中,操作H橋接器和子轉(zhuǎn)換器38、39,以便在AC端子42處生成正弦AC電壓的階躍近似。階躍近似意味著,AC端子42處的AC電壓將具有自然有限零交叉周期70,如圖9所示。因此,控制器60可配置成操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的任一個或兩者,以便在AC端子42處的AC電壓的每個零交叉周期70期間選擇地執(zhí)行電流從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向。這防止換向操作顯著的修改AC端子42處的AC電壓,因而保持AC端子42處的高質(zhì)量AC電壓,并且由此使換向操作對AC側(cè)功率質(zhì)量可能具有的任何不利影響為最小(或消除)。
其次,第三子轉(zhuǎn)換器39和H橋接器的串聯(lián)連接準(zhǔn)許第三子轉(zhuǎn)換器39而不是輔助子轉(zhuǎn)換器38的如下的操作:以出現(xiàn)于DC端子32、34兩端的DC網(wǎng)絡(luò)58的DC電壓的最小影響合成驅(qū)動換向電壓,因而保持跨DC端子32、34的高質(zhì)量DC電壓,并且由此使換向操作對DC側(cè)功率質(zhì)量可能具有的任何不利影響為最小(或者消除)。
在第二和第三換向操作的每個的期間,AC和DC側(cè)電流的幅度和方向在一個階段將相等。這時,AC短路器能夠通過關(guān)斷IGBT的兩個被去除。這些IGBT的關(guān)斷的定時對確保第一與第二對角切換對之間的電流的正確換向是關(guān)鍵的。
在第二換向操作中,如果相關(guān)IGBT在AC側(cè)和DC側(cè)電流的幅度相等之前關(guān)斷,則這些IGBT將以流經(jīng)其中的有限電流來關(guān)斷,如圖10所示。這將導(dǎo)致通過在AC和DC側(cè)電感64、62串聯(lián)連接時它們中流動的電流中的差所創(chuàng)建的固有電壓瞬變。因此,相關(guān)IGBT可在DC側(cè)電流的幅度已超過AC側(cè)電流之后關(guān)斷,以防止固有電壓瞬變的創(chuàng)建。
另一方面,在第二換向操作中,如果相關(guān)IGBT在DC側(cè)電流的幅度已超過AC側(cè)電流之后關(guān)斷,則每個關(guān)斷IGBT中的電流將傳遞到對應(yīng)反并聯(lián)二極管,如圖10所示。這意味著,相關(guān)IGBT的關(guān)斷將對H橋接器中的電流沒有直接影響。在這些情況下,通過操作輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的任一個或兩者來提供電壓來在電流從關(guān)斷IGBT到反并聯(lián)二極管的傳遞之后將反并聯(lián)二極管中的電流驅(qū)動為零,反并聯(lián)二極管能夠以零電流安全地關(guān)斷,如圖10所示。這種電壓也能夠在輔助和第三子轉(zhuǎn)換器38、39的任一個或兩者構(gòu)成H橋接器的DC側(cè)處的整流正弦電壓的正常過程中提供。
按照這種方式,控制器配置成控制第一和第二對角切換對的切換的定時,以便在驅(qū)動換向電壓的合成期間準(zhǔn)許電流從IGBT到相同切換元件40的反并聯(lián)二極管的傳遞。這確保在關(guān)斷之前沒有有限電流在IGBT中流動,因而使開關(guān)損耗為最小。
在第三換向操作中,如果相關(guān)IGBT在DC側(cè)電流的幅度已超過AC側(cè)電流之后關(guān)斷,則對應(yīng)反并聯(lián)二極管中的電流將在相關(guān)IGBT關(guān)斷之前已傳遞到相應(yīng)IGBT。因此,這些IGBT將以流經(jīng)其中的有限電流關(guān)斷,因而導(dǎo)致早先所述的固有電壓瞬變。為了防止固有電壓瞬變的創(chuàng)建,控制器60配置成在AC側(cè)和DC側(cè)電流的幅度和方向變?yōu)橄嗟戎瓣P(guān)斷相關(guān)IGBT。
按照這種方式,控制器配置成控制第一和第二對角切換對的切換的定時,以便在驅(qū)動換向電壓的合成期間防止電流從反并聯(lián)二極管到相同切換元件40的IGBT的傳遞。這防止IGBT以有限電流來切換。
按照本發(fā)明的第二實施例的第二電壓源轉(zhuǎn)換器130在圖11中示出。第二電壓源轉(zhuǎn)換器130的結(jié)構(gòu)和操作與圖1a的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30類似,并且相似特征共用相同參考數(shù)字。
第二電壓源轉(zhuǎn)換器130與第一電壓源轉(zhuǎn)換器30不同之處在于,第二電壓源轉(zhuǎn)換器130的每個相位元件36省略了相應(yīng)第三子轉(zhuǎn)換器39。
如早先所提及,為了使輔助子轉(zhuǎn)換器38能夠合成負(fù)驅(qū)動換向電壓67,輔助子轉(zhuǎn)換器38可配置成包含至少一個模塊,其可操作以便選擇地提供雙向電壓源。
按照本發(fā)明的第三實施例提供一種第三電壓源轉(zhuǎn)換器。第三電壓源轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和操作與圖1a的第一電壓源轉(zhuǎn)換器30類似,并且相似特征共用相同參考數(shù)字。
第三電壓源轉(zhuǎn)換器與第一電壓源轉(zhuǎn)換器30不同之處在于,每個切換元件40包含多個第一IGB 72,其與多個第二IGBT 74反串聯(lián)連接,以便為H橋接器提供正向和反向電壓能力,如圖12所示。每個IGBT 72、74與采取單個二極管形式的反并聯(lián)無源電流校驗元件并聯(lián)連接。
第一IGBT 72的數(shù)量選擇為高于第二IGBT 74的數(shù)量,以便為H橋接器提供不對稱正向和反向電壓能力。在所示實施例中,H橋接器的正向電壓能力高于H橋接器的反向電壓能力。所要求的反向電壓能力的等級(并且因此第二IGBT 74的數(shù)量)通過換向操作的要求來確定。
關(guān)于早先所述的第一換向操作,控制器60操作輔助子轉(zhuǎn)換器38來合成正驅(qū)動換向電壓66,以實現(xiàn)電流從上二極管到切換元件40的相同集合的下IGBT的軟換向。電流從上IGBT到切換元件40的相同集合的下二極管的類似軟換向要求用來合成負(fù)驅(qū)動換向電壓67的第三子轉(zhuǎn)換器39的操作。但是,第一電壓源轉(zhuǎn)換器30的H橋接器的配置意味著,切換元件40不能支持負(fù)驅(qū)動換向電壓67,因為將迫使反并聯(lián)二極管進(jìn)行未控制傳導(dǎo)。
將切換元件40配置成為H橋接器提供正向和反向電壓能力準(zhǔn)許第三電壓源轉(zhuǎn)換器的如下的操作:可靠地執(zhí)行電流不僅從上二極管到切換元件40的相同集合的下IGBT的換向而且還從上IGBT到切換元件40的相同集合的下二極管的換向,其后者描述如下。
在換向操作之前,操作輔助子轉(zhuǎn)換器38,以便注入正電壓階躍76,其穿過偏移整流正弦。正電壓階躍的注入意味著,與第二IGBT 74對應(yīng)的反并聯(lián)二極管被正向偏置,并且由此不能夠支持任何電壓,如圖13a所示。同時,第二IGBT 74接通,使得每個第二IGBT二極管對形成傳導(dǎo)AC開關(guān),以及切換元件40的兩個的第一IGBT 72關(guān)斷,以允許其對應(yīng)二極管支持電壓。
在要求從上IGBT到切換元件40的相同集合的下二極管的換向時,控制器60操作第三子轉(zhuǎn)換器39,以合成負(fù)驅(qū)動換向電壓67。在這個階段,控制器60在負(fù)驅(qū)動換向電壓67的合成期間切換切換元件40,以便配置電氣旁路中的每個第一IGBT 72,并且關(guān)斷切換元件40的兩個的第二IGBT 74,以允許其對應(yīng)二極管支持電壓,如圖13a所示。同時,與第一IGBT 72對應(yīng)的反并聯(lián)二極管被正向偏置,并且不能支持負(fù)驅(qū)動換向電壓67。
圖13b圖示通過負(fù)驅(qū)動換向電壓67對DC側(cè)電流的修改,以便使DC側(cè)電流與AC側(cè)電流之間的幅度和方向中的任何差為最小。在DC側(cè)電流達(dá)到零時,與關(guān)斷的第二IGBT 74對應(yīng)的二極管自然關(guān)斷,以及關(guān)斷的第二IGBT二極管對在其斷態(tài)操作,以支持負(fù)驅(qū)動換向電壓67。此后,第三電壓源轉(zhuǎn)換器配置成回復(fù)到其換向前操作配置,其中操作輔助子轉(zhuǎn)換器38以注入穿過偏移整流正弦的正電壓階躍,與第二IGBT 74對應(yīng)的反并聯(lián)二極管被正向偏置,并且由此不能支持任何電壓,接通第二IGBT 74,使得每個第二IGBT二極管對形成傳導(dǎo)AC開關(guān),以及切換元件40的兩個的第一IGBT 72關(guān)斷,以允許其對應(yīng)二極管支持電壓。
相比之下,在電壓源轉(zhuǎn)換器中具有單向電壓能力(即,H橋接器不能支持正向和反向兩種電壓)的H橋接器的使用意味著,這種電壓源轉(zhuǎn)換器能夠僅對一個AC側(cè)電流方向而不是兩個方向可靠地執(zhí)行電流從第一和第二對角切換對中的一個到第一和第二對角切換對的另一個的換向,因而限制這種電壓源轉(zhuǎn)換器的電流換向能力。
第一和第二IGBT 72、74的相應(yīng)數(shù)量可變化,以便為H橋接器提供正向和反向電壓能力的范圍。按照這種方式配置H橋接器準(zhǔn)許第三電壓源轉(zhuǎn)換器中的IGBT 72、74的數(shù)量的優(yōu)化,同時滿足換向操作的要求。
在所示實施例中,每個相位元件36的AC端子連接到三相AC網(wǎng)絡(luò)50的相應(yīng)相。設(shè)想在其他實施例中,電壓源轉(zhuǎn)換器中的分支的數(shù)量可隨多相AC網(wǎng)絡(luò)的相數(shù)而變化,以及每個相位元件的AC端子可連接到多相相位AC網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)相。設(shè)想在其他實施例中,電壓源轉(zhuǎn)換器可包含單個分支,以及每個相位元件的AC端子可連接到單相AC網(wǎng)絡(luò)。