本發(fā)明涉及高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：
對(duì)于HVDC（高壓DC）網(wǎng)絡(luò)，使用適合的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器來尋求DC電網(wǎng)互連器的合適拓?fù)洹O2011/029566A1公開了DC/DC轉(zhuǎn)換器單元。每個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器單元由采用適合的功率半導(dǎo)體開關(guān)裝置和作為無源整流器操作的二極管橋的常規(guī)全H橋DC/AC轉(zhuǎn)換器塊組成。DC/AC和AC/DC轉(zhuǎn)換器塊在提供流電隔離的中或高頻變壓器的每個(gè)側(cè)上提供。DC/DC轉(zhuǎn)換器單元通常將配置成用于單向功率流（即，從ac供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)到海底電負(fù)載）并且對(duì)用于提供逆變器功能的AC/DC轉(zhuǎn)換器塊沒有要求。然而，呈現(xiàn)的DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的并且通過從DC到AC到DC添加更多的鏈路而僅在容量方面增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
目標(biāo)是提供成本減少和靈活性更大的DC/DC轉(zhuǎn)換器。在第一方面中，呈現(xiàn)用于在第一DC連接與第二DC連接之間轉(zhuǎn)換的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器。該高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器包括：第一組DC端子；第二組DC端子；多相變壓器裝置，其包括多個(gè)一次繞組和對(duì)應(yīng)的多個(gè)二次繞組；設(shè)置成將DC轉(zhuǎn)換成AC的第一轉(zhuǎn)換器，其包括在第一組DC端子之間串聯(lián)連接的多個(gè)相臂，其中每個(gè)相臂包括多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元（400）并且每個(gè)相臂連接到相應(yīng)的一次繞組的AC連接；和第二轉(zhuǎn)換器，其設(shè)置成將來自二次繞組的AC轉(zhuǎn)換成在第二組DC端子上的DC。通過在每個(gè)相臂中提供多個(gè)轉(zhuǎn)換器單元，引入較大的靈活性。特別地，更多的轉(zhuǎn)換器單元可以串聯(lián)添加來支持更高的電壓和/或并聯(lián)添加來支持更高的電流。串聯(lián)的更多轉(zhuǎn)換器單元還提高電壓波形質(zhì)量，其從而使對(duì)用于濾波的額外部件的需要減少，這從而使成本降低。第二轉(zhuǎn)換器可包括在第二組DC端子之間并聯(lián)連接的多個(gè)橋臂，其中每個(gè)橋臂可連接到多個(gè)二次繞組的相應(yīng)的AC連接端子。第二轉(zhuǎn)換器可包括在第二組DC端子之間串聯(lián)連接的多個(gè)相臂，其中每個(gè)相臂可連接到相應(yīng)的二次繞組的AC連接。第二轉(zhuǎn)換器可以能被控制來提供恒定DC電壓。第一轉(zhuǎn)換器可以能被控制來對(duì)一次繞組提供限定的電壓和頻率。DC/DC轉(zhuǎn)換器可以是可逆的，從而允許雙向功率傳輸。第一轉(zhuǎn)換器的每個(gè)相臂可包括：第一AC連接端子和第二AC連接端子；相支路，其包括至少兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單元并且具有第一和第二支路末端端子；和電容器；其中該電容器可在第一支路末端端子與第一AC連接端子之間連接，電容器形成DC阻斷電容器；第二AC連接端子可連接到第二支路末端端子；并且其中這些相臂在第一組DC端子之間的串聯(lián)連接可使得相臂中的第一串聯(lián)連接點(diǎn)定位在第一支路末端端子與DC阻斷電容器之間，而第二串聯(lián)連接點(diǎn)可定位在第二支路末端端子與第二AC連接之間。第一轉(zhuǎn)換器的每個(gè)相臂的相支路可包括至少兩個(gè)串聯(lián)連接且獨(dú)立能開關(guān)的轉(zhuǎn)換器單元的級(jí)聯(lián)。第二轉(zhuǎn)換器的每個(gè)相臂的相支路可包括轉(zhuǎn)換器單元的至少兩個(gè)并聯(lián)連接的級(jí)聯(lián)。高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)，其配置成控制第一轉(zhuǎn)換器的相臂的相支路的轉(zhuǎn)換器單元的開關(guān)以根據(jù)下面表達(dá)式來提供相臂的第一與第二串聯(lián)連接點(diǎn)之間的電壓：其中k指示第k個(gè)相臂，k∈[1,P]，P是第一轉(zhuǎn)換器20的相的數(shù)量；指示第一與第二連接點(diǎn)之間的預(yù)定期望DC電壓，其中，UDC是DC連接端子之間的電壓；是第一與第二連接點(diǎn)之間的期望峰值A(chǔ)C電壓，t是時(shí)間，ω是在AC連接處的期望角頻率并且是期望的相角。預(yù)定期望DC電壓可對(duì)應(yīng)于，其中V1是DC連接端子之間的電壓并且P是第一轉(zhuǎn)換器20的相的數(shù)量。轉(zhuǎn)換器單元的至少部分可符合半橋結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換器單元的至少部分可符合全橋結(jié)構(gòu)。說明書和權(quán)利要求中的詞“多個(gè)”要解釋為意指“超過一個(gè)”。大體上，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語要根據(jù)它們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域中的普通含義來解釋，除非本文另有明確定義。對(duì)“一/一個(gè)/該元件、設(shè)備、部件、裝置、步驟等”的全部引用要開放地解釋為元件、設(shè)備、部件、裝置、步驟等的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確規(guī)定。在本文公開的任何方法的步驟不一定按公開的確切順序來進(jìn)行，除非明確規(guī)定。附圖說明現(xiàn)在通過實(shí)例參照附圖描述本發(fā)明，其中：圖1是HVDC傳輸系統(tǒng)的示意圖示；圖2A-B是如在圖1中圖示的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的兩個(gè)實(shí)施例的示意圖示；圖3是圖2的用于從AC轉(zhuǎn)換成DC的轉(zhuǎn)換器的相臂的示意圖示；圖4A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖3的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器單元的示意圖；圖4B是示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖3的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器單元的示意圖；圖5是第一DC轉(zhuǎn)換器的示例的示意圖示，其中對(duì)于每個(gè)相，DC阻斷電容器與AC連接串聯(lián)連接，這樣的串聯(lián)連接與轉(zhuǎn)換器單元的相支路并聯(lián)連接；圖6A是根據(jù)圖5的第一轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例的示意圖示，其中相支路包括單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元；圖6B是相臂的實(shí)施例的示意圖，其中相支路包括全橋轉(zhuǎn)換器單元的級(jí)聯(lián)；以及圖6C是相臂的實(shí)施例的示意圖，其中相支路包括半橋轉(zhuǎn)換器單元的級(jí)聯(lián)。具體實(shí)施方式本發(fā)明現(xiàn)在將在下文參考附圖（其中示出本發(fā)明的某些實(shí)施例）在下文更充分地描述。然而，本發(fā)明可以許多不同形式體現(xiàn)并且不應(yīng)解釋為受到本文闡述的實(shí)施例的限制；相反，通過示例提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完整的，并將向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。類似的數(shù)字指整個(gè)說明中類似的元件。圖1是HVDC傳輸系統(tǒng)的示意圖示。圖1圖示HVDC傳輸系統(tǒng)100的示例，其中存在四個(gè)獨(dú)立DC網(wǎng)絡(luò)。在圖1的左邊，存在+-320kV單極系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)換器AC/DC轉(zhuǎn)換器2a用于將DC轉(zhuǎn)換成AC和/或從AC轉(zhuǎn)換成DC。在圖1的中右方，存在雙極+-640kV系統(tǒng)。在這里，兩個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器2c-d用于將DC轉(zhuǎn)換成AC和/或從AC轉(zhuǎn)換成DC。在+-320kV單極系統(tǒng)和+-640kV雙極系統(tǒng)之間存在高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1a，其可以是單向或雙向的。在圖1的右上方，存在經(jīng)由高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1b而連接到+-640kV雙極系統(tǒng)的正傳輸線和接地的不對(duì)稱單極+150kV系統(tǒng)。AC/DC轉(zhuǎn)換器2b用于將DC轉(zhuǎn)換成AC和/或從AC轉(zhuǎn)換成DC。圖2A是如在圖1中圖示的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1的示意圖示。該高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1可以用于圖1的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1a-b中的全部。在一側(cè)上，高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1具有第一組207的DC端子，其連接到具有電壓V1的DC連接。在另一側(cè)上，高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1具有第二組208的DC端子，其連接到具有電壓V2的DC連接。高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1在任一個(gè)或兩個(gè)方向上在第一組207的DC端子與第二組208的DC端子之間轉(zhuǎn)換DC電力。高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1包括能夠從DC轉(zhuǎn)換到AC的第一轉(zhuǎn)換器20，和能夠從AC轉(zhuǎn)換到DC的第二轉(zhuǎn)換器21。該第一和第二轉(zhuǎn)換器20、21在它們相應(yīng)的AC側(cè)上連接到多相變壓器裝置10。高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1從而可以通過經(jīng)由變壓器將DC電力轉(zhuǎn)換到多相AC并且轉(zhuǎn)換回到DC而將電力從一個(gè)電壓變換到另一個(gè)電壓。此外，變壓器提供在變壓器的一側(cè)上出現(xiàn)的一些故障與另一側(cè)上的隔離。不同相上的信號(hào)在相角上互相偏移。例如，在存在三個(gè)相的情況下，這些相相應(yīng)地偏移120度。多相變壓器裝置10包括多個(gè)一次繞組17i-iii和對(duì)應(yīng)的多個(gè)二次繞組18i-iii。盡管這里示出具有三個(gè)相的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的AC段，可以選擇任何適合數(shù)量的相，只要存在至少兩個(gè)即可。此外，如將由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識(shí)到的，多相變壓器裝置10的圖示是非常示意性且實(shí)際的布局、特別是繞組17i-iii、18i-iii的實(shí)際布局將在實(shí)現(xiàn)方面與這里所示出的最有可能不同。多相變壓器裝置10可以由單個(gè)多相變壓器或多個(gè)單相變壓器組成。第一轉(zhuǎn)換器20包括在第一組207的DC端子之間串聯(lián)連接的多個(gè)相臂301i-iii。每個(gè)相臂301i-iii連接到相應(yīng)的一次繞組17i-iii的AC連接，每個(gè)AC連接包括第一和第二AC連接端子。第二轉(zhuǎn)換器21包括在第二組208的DC端子之間并聯(lián)連接的多個(gè)橋臂23i-iii。橋臂23i-iii中的每一個(gè)連接到多相變壓器10的二次繞組18i-iii的相應(yīng)AC連接端子。要注意橋臂23i-iii對(duì)應(yīng)于相，就像第一轉(zhuǎn)換器20的相臂一樣。然而為了能夠容易地區(qū)分本文的正文中的轉(zhuǎn)換器臂，第一轉(zhuǎn)換器20的轉(zhuǎn)換器臂指示為相臂301i-iii并且第二轉(zhuǎn)換器21的轉(zhuǎn)換器臂指示為橋臂23i-iii?？刂破?00經(jīng)由第一控制連接610連接到相臂301i-iii并且經(jīng)由第二控制連接611連接到橋臂23i-iii。控制器可以實(shí)現(xiàn)許多控制策略中的任一個(gè)或多個(gè)。特別地，第一轉(zhuǎn)換器20可以被控制來對(duì)一次繞組17i-iii提供限定的電壓和頻率。這與用于對(duì)無源AC電網(wǎng)饋電的轉(zhuǎn)換器的策略相似。此外，第二轉(zhuǎn)換器可以被控制來保持恒定DC側(cè)電壓（V2）或維持任一方向上的限定的有功功率流。如果維持恒定DC側(cè)電壓，有功功率流將由連接到DC端子207、208的其他轉(zhuǎn)換器（例如，圖1的AC/DC轉(zhuǎn)換器2a-f）確定。V1與V2之間的比率通過選擇下面的參數(shù)來限定：－第一轉(zhuǎn)換器20中的相臂301i-iii（串聯(lián)連接的相）的數(shù)量，－多相變壓器裝置10的匝數(shù)比－第一轉(zhuǎn)換器20的AC電壓幅度，其由第一轉(zhuǎn)換器20的調(diào)制指數(shù)限定。通過使調(diào)制指數(shù)并且從而使AC電壓幅度保持為高，與對(duì)于給定有功功率水平的較低電流有關(guān)的損耗減少。－第二轉(zhuǎn)換器21的AC電壓幅度，其由第二轉(zhuǎn)換器21的調(diào)制指數(shù)限定。通過使調(diào)制指數(shù)并且從而使AC電壓幅度保持為高，與對(duì)于給定有功功率水平的較低電流有關(guān)的損耗減少。如果高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1配置成是單向的，通過控制第一轉(zhuǎn)換器20的AC電壓幅度來進(jìn)行控制。上文限定的控制策略備選方案還可以反過來使用，使得第二轉(zhuǎn)換器21如對(duì)于上文的第一轉(zhuǎn)換器20描述的那樣被控制，并且反之亦然。圖2B是如在圖1中示出的高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器1的一個(gè)實(shí)施例的示意圖示。在這里，第二轉(zhuǎn)換器21包括在第二組208的DC端子之間串聯(lián)連接的多個(gè)相臂401i-iii。每個(gè)相臂401i-iii連接到相應(yīng)的二次繞組18i-iii的AC連接，每個(gè)AC連接包括第一和第二AC連接端子?？刂破?00經(jīng)由第一控制連接610連接到第一轉(zhuǎn)換器20的相臂301i-iii并且經(jīng)由第二控制連接611連接到第二轉(zhuǎn)換器21的相臂401i-iii。圖3是圖2A的第二轉(zhuǎn)換器21的橋臂23的示意圖示。該橋臂23可以用于圖2A的第二轉(zhuǎn)換器21的橋臂23i-iii中的全部。橋臂23包括若干轉(zhuǎn)換器單元12a-d。在該示例中，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單元12a-b在第二轉(zhuǎn)換器的DC端子208中的一個(gè)與AC連接72之間串聯(lián)連接用于與多相變壓器裝置10的二次繞組的AC連接端子連接。類似地，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單元12c-d在第二轉(zhuǎn)換器的DC端子208中的另一個(gè)與AC連接72之間串聯(lián)連接。更多的轉(zhuǎn)換器單元可以串聯(lián)添加來支持更高的電壓和/或并聯(lián)添加來支持更高的電流。串聯(lián)的更多的轉(zhuǎn)換器單元還提高電壓波形質(zhì)量，這進(jìn)而使對(duì)于用于濾波的額外部件的需要減少。圖4A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖3的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器單元12的示意圖。轉(zhuǎn)換器單元12可以用于圖3的橋臂23的轉(zhuǎn)換器單元12a-d中的全部。轉(zhuǎn)換器單元12在這里使用包括串聯(lián)連接的兩個(gè)晶體管30a-b（例如，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）、集成門極換向晶閘管（IGCT）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO），等）的半橋單元來實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)二極管31a-b每個(gè)與晶體管30a-b中的相應(yīng)一個(gè)并聯(lián)連接。還跨兩個(gè)晶體管30a-b和兩個(gè)二極管31a-b并聯(lián)地提供電容器32。轉(zhuǎn)換器單元是半導(dǎo)體開關(guān)（例如晶體管）和可選地能量存儲(chǔ)元件（例如電容器、超級(jí)電容器、電感器、電池，等）的組合?？蛇x地，單元可以是多級(jí)轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，例如快速電容器或NPC多級(jí)結(jié)構(gòu)。圖4B是示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖3的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器單元12的示意圖。轉(zhuǎn)換器單元12可以用于圖3的橋臂23的轉(zhuǎn)換器單元12a-d中的全部，在沒有內(nèi)部電容器的情況下使用該類型的單元時(shí)，可以跨DC側(cè)（在圖2A的端子208之間）提供外部DC電容器。轉(zhuǎn)換器單元12在這里使用多個(gè)串聯(lián)連接的晶體管34a-b（例如，絕緣柵雙極晶體管（IGBT））以及可選的輔助部件（例如采用緩沖器配置（未示出）的電阻器、電容器等）來實(shí)現(xiàn)。在這樣的結(jié)構(gòu)中，所有IGBT串聯(lián)連接并且共享電壓。相比之下，在圖4A的半橋結(jié)構(gòu)中，僅一半的IGBT用于共享電壓。也就是說，圖4B的結(jié)構(gòu)與圖4A的結(jié)構(gòu)相比僅需要一半數(shù)量的IGBT。與圖4B相比，由于允許更低開關(guān)頻率的多級(jí)配置，圖4A的結(jié)構(gòu)的損耗將更低?？蛇x地，轉(zhuǎn)換器單元12可以使用全橋單元（例如如在圖6B中對(duì)于第一轉(zhuǎn)換器示出的）來實(shí)現(xiàn)。通過將轉(zhuǎn)換器單元12實(shí)現(xiàn)為全橋單元，電壓可以反轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用半橋和全橋的組合。可選地，轉(zhuǎn)換器單元12可以使用無源二極管橋來實(shí)現(xiàn)。在這樣的實(shí)施例中，功率流可以僅在一個(gè)方向上流動(dòng)，即從第一組207的DC端子通過DC/DC轉(zhuǎn)換器到第二組208的DC端子。參照?qǐng)D5和6A-C，現(xiàn)在在這里接著是具有串聯(lián)連接的相臂的第一轉(zhuǎn)換器的更詳細(xì)描述。圖5示意地圖示圖2A和圖2B的第一轉(zhuǎn)換器20的示例，該第一轉(zhuǎn)換器20具有三個(gè)相臂301i、301ii和301iii，其在DC連接的兩個(gè)極柱207、208之間的DC側(cè)上串聯(lián)連接。第一轉(zhuǎn)換器20進(jìn)一步具有每相臂一個(gè)AC連接，分別指示為210i、210ii和210iii，該AC連接具有兩個(gè)AC連接端子。當(dāng)參照相臂301i、301ii和301iii中的任一個(gè)（或全部），將使用通用術(shù)語相臂301；在參照AC連接210i、210ii和210iii中的任一個(gè)（或全部），使用通用術(shù)語AC連接210，等等。圖5的每個(gè)相臂301包括相支路303，其具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)換器單元。相支路303在它相應(yīng)的末端具有兩個(gè)支路末端連接端子E。在圖5的第一轉(zhuǎn)換器20的每個(gè)相臂301中，相支路303與DC阻斷電容器305和AC連接210的串聯(lián)連接并聯(lián)連接（經(jīng)由末端連接端子E）。DC連接207的兩個(gè)端子之間的相臂301的串聯(lián)連接使得相臂中的第一連接點(diǎn)P1定位在第一支路末端端子E與電容器305之間，而第二連接點(diǎn)P2定位在第二支路末端端子E與AC連接210的第二端子之間。這樣，相臂301還經(jīng)由AC連接210而串聯(lián)連接。這降低了對(duì)管（valve）的要求，由此可以利用例如半橋結(jié)構(gòu)。串聯(lián)相單元需要對(duì)應(yīng)于2*V1/P的管額定電壓。將這與并聯(lián)轉(zhuǎn)換器比較，在并聯(lián)轉(zhuǎn)換器中每個(gè)相單元必須能夠經(jīng)受2*V1的額定電壓。因此，在串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器中需要總額定電壓的1/P（P在該示例中是3）。另一方面，串聯(lián)連接需要額定電流的三倍。然而，額定電壓比額定電流對(duì)成本具有更高的影響，由此部件成本在串聯(lián)配置的情況下降低?？蛇x地，第二DC阻斷電容器306在AC連接210與第二連接點(diǎn)P2之間提供。這確保DC連接207的兩個(gè)端子僅經(jīng)由電容器305、306而連接到AC連接210，并且由此連接到變壓器的繞組。這實(shí)現(xiàn)DC連接207的兩個(gè)端子的DC阻斷。為了限制在第一轉(zhuǎn)換器20所連接的HVDC系統(tǒng)中出現(xiàn)的任何故障電流，第一轉(zhuǎn)換器20可以例如包括與相臂301和DC連接207的極柱串聯(lián)的無源濾波器，其包括例如電抗器以及可能的另外部件。由電抗器310形成的這樣的無源濾波器在圖5中示出。與相臂301和DC連接207的極柱串聯(lián)連接的無源濾波器將稱為DC線路濾波器310，其電抗器310（稱為DC線路電抗器310）形成一個(gè)實(shí)施例。可選地，可包括與每個(gè)相支路303和/或電容器305串聯(lián)的電抗器或其他無源濾波器部件。相支路303可以由單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元或由串聯(lián)連接的兩個(gè)或以上的獨(dú)立可開關(guān)轉(zhuǎn)換器單元（采用級(jí)聯(lián)方式設(shè)置）形成。通過使用串聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器單元的級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)在相臂301的AC側(cè)處獲得多個(gè)電壓水平，使得可以獲得比如果使用由單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元形成的相支路303的話要更平滑的AC電壓合成。從而，如果相支路303包括轉(zhuǎn)換器單元的級(jí)聯(lián)，則將比如果單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元用作相支路303需要更少的濾波部件和更低的開關(guān)頻率。相支路303的轉(zhuǎn)換器單元可以是半橋轉(zhuǎn)換器單元、全橋轉(zhuǎn)換器單元或半橋和全橋轉(zhuǎn)換器單元的組合。如上文描述的，半橋轉(zhuǎn)換器單元包括兩個(gè)串聯(lián)連接的整流管（electricvalve）單元215，其形成所謂的單元元件，該單元元件采用半橋配置與單元電容器并聯(lián)連接。全橋轉(zhuǎn)換器單元包括兩個(gè)這樣的單元元件，兩者都與單元電容器并聯(lián)連接（采用全橋或H橋樣式）。如上文描述的，整流管215可以有利地包括單向開關(guān)，或簡(jiǎn)稱為開關(guān)，和反并聯(lián)二極管，其中單向開關(guān)可以被控制來切斷以及接通。根據(jù)轉(zhuǎn)換器單元的管215的開關(guān)狀態(tài)，跨轉(zhuǎn)換器單元的電壓可以取兩個(gè)（半橋單元）或三個(gè)（全橋單元）不同值中的一個(gè)。在半橋轉(zhuǎn)換器單元中，兩個(gè)值是0和+Uc，或0和-Uc，（根據(jù)使用兩個(gè)等同的半橋拓?fù)渲械哪膫€(gè)），其中Uc是跨單元電容器的電壓。在全橋轉(zhuǎn)換器單元中，三個(gè)值是+Uc、0和-Uc。轉(zhuǎn)換器單元的管215的開關(guān)狀態(tài)可以例如通過將開關(guān)控制信號(hào)（例如，脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)）發(fā)送到管215的開關(guān)而被控制。典型地提供驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)送這樣的開關(guān)控制信號(hào)。在圖5中示出的轉(zhuǎn)換器也可以是圖2B的第二轉(zhuǎn)換器的示例。與在該示例中示出的一個(gè)差異是轉(zhuǎn)換器連接到第二組208的DC端子。三相第一轉(zhuǎn)換器20的實(shí)施例的示例（其中相支路303包括單個(gè)轉(zhuǎn)換器單元400）在圖6A中示出。在圖6A中示出的第一轉(zhuǎn)換器20的轉(zhuǎn)換器單元400是半橋單元400。在圖6A的第一轉(zhuǎn)換器20的相臂301i中，轉(zhuǎn)換器單元400、單元電容器405和兩個(gè)管215（每個(gè)包括單向開關(guān)和反并聯(lián)二極管）已經(jīng)由標(biāo)號(hào)指示。在圖6B和6C中，示意地示出具有相支路303（其包括獨(dú)立能開關(guān)的轉(zhuǎn)換器單元400的級(jí)聯(lián)415）的相臂301的不同實(shí)施例的示例。兩個(gè)或以上的相臂301（如分別在圖6B和6C中示出的）可以在DC側(cè)上串聯(lián)連接來形成第一轉(zhuǎn)換器20。在圖6B的示例中，支路303包括全橋轉(zhuǎn)換器單元400的級(jí)聯(lián)415。在圖6C中，支路303包括半橋轉(zhuǎn)換器單元400的級(jí)聯(lián)415。在圖6B和6C中，已經(jīng)對(duì)每個(gè)相支路303示出兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單元400，其中粗線420連接兩個(gè)轉(zhuǎn)換器單元400，該粗線指示在級(jí)聯(lián)415中可存在另外的轉(zhuǎn)換器單元400。事實(shí)上，級(jí)聯(lián)415可以包括任何數(shù)量N（N≥2）的半橋轉(zhuǎn)換器單元400的串聯(lián)連接，或任何數(shù)量N（N≥2）的全橋轉(zhuǎn)換器單元400，或半橋和全橋轉(zhuǎn)換器單元400的組合。接觸引線可以根據(jù)以下兩個(gè)不同的拓?fù)溥B接到半橋轉(zhuǎn)換器單元400：或跨“頂部”管，或跨“底部”管。此外，半橋轉(zhuǎn)換器單元400的管可以具有相同或不同極性。在級(jí)聯(lián)415中，可使用具有相同或不同拓?fù)浜?或具有相同或不同極性的半橋單元400。因?yàn)樾枰^少的部件，并且第一極性的非零開關(guān)狀態(tài)通常是足夠的，具有相同拓?fù)浜拖嗤瑯O性的半橋轉(zhuǎn)換器單元400在第一轉(zhuǎn)換器20的相支路303中的使用常常比使用全橋轉(zhuǎn)換器單元400或具有不同拓?fù)浜?或不同極性的半橋轉(zhuǎn)換器單元更加成本高效。作為在圖6B-C中示出的轉(zhuǎn)換器單元400的備選方案，若干IGBT可以串聯(lián)連接，如在圖4B中對(duì)第二轉(zhuǎn)換器示出的。為了改進(jìn)相支路303的電流耐受性質(zhì)，兩個(gè)或以上級(jí)聯(lián)415可以并聯(lián)連接來形成單相支路303。每個(gè)相臂301i-iii的AC連接210i-iii分別連接到多相變壓器裝置10的一次繞組17i-iii。整流管215在圖6A-C中示出來包括單向開關(guān)和反并聯(lián)二極管，其中該單向開關(guān)可以被控制成切斷，以及接通。單向開關(guān)可以例如是IGBT、集成門極換向晶閘管（IGCT）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）等。在一些實(shí)現(xiàn)中，該反并聯(lián)二極管可以集成在該開關(guān)中，該開關(guān)從而是反向?qū)ǖ?。這樣的反向?qū)ㄩ_關(guān)（其自身可以提供管215的功能性）的示例是反向?qū)↖GCT和雙模絕緣柵晶體管（BIGT）。此外，整流管215可以包括串聯(lián)和/或并聯(lián)連接并且設(shè)置成同時(shí)開關(guān)的多個(gè)開關(guān)，，和/或多個(gè)反并聯(lián)整流元件。在圖6A-C中，連接點(diǎn)P2示出位于AC連接210和相支路303的單向開關(guān)能夠朝其傳導(dǎo)電流的端點(diǎn)E之間。然而，連接點(diǎn)P2備選地可以位于AC連接210和相支路303的單向開關(guān)不能朝其傳導(dǎo)電流的端點(diǎn)E之間。也就是說，電容器305可以與相支路303的單向開關(guān)能夠傳導(dǎo)電流的方向相關(guān)地定位在AC連接210的任一側(cè)上。操作中跨第一轉(zhuǎn)換器20的DC阻斷電容器305的AC壓降將對(duì)應(yīng)于：（1），其中IAC是AC相電流的大小，并且C305是DC阻斷電容器305的電容。適合的電容C305可以例如基于在例如接地故障場(chǎng)景中對(duì)電容器305提供的AC阻抗的要求結(jié)合電容器制造成本來選擇。相臂301的DC阻斷電容器305應(yīng)該設(shè)計(jì)成除了預(yù)期的AC電壓分量外還至少耐受跨DC阻斷電容器305的預(yù)期DC電壓（常常對(duì)應(yīng)于）。在短路或接地故障情況下，在第一轉(zhuǎn)換器20形成其一部分的系統(tǒng)中，通過相臂301的電流可以快速增加到相當(dāng)大的值，并且可以例如達(dá)到額定AC相電流的10倍，其中多達(dá)該電流大小的一半可以是DC電流。這樣的故障電流可以損壞DC阻斷電容器305，除非該方面在HVDC站301的設(shè)計(jì)中考慮到。DC阻斷電容器305的損壞就斷電持續(xù)時(shí)間而言可以是代價(jià)高昂的，因?yàn)閾p壞的DC阻斷電容器305將典型地必須在HVDC站301在故障后可以正常操作之前替換。為了保護(hù)DC阻斷電容器305免受過度過電壓的影響，放電器（沒有示出）可以并聯(lián)連接到DC阻斷電容器305中的每個(gè)。要注意到本文在功率傳輸中使用的AC可以是正弦或方波形。本發(fā)明在上文主要參照幾個(gè)實(shí)施例描述。然而，如容易被本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識(shí)到的，除上文公開的那些之外的其他實(shí)施例在如由附上的專利權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)同樣是可能的。