轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種轉(zhuǎn)換器(2a)，具體來說，公開一種電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)。所述轉(zhuǎn)換器包括橋(14a)，所述橋(14a)具有：用于一條或多條AC線路中每條的AC端子(16a至16c)；以及第一和第二DC端子(18a、18b)。轉(zhuǎn)換器臂連接在每個相應(yīng)AC端子(16a至16c)與所述第一DC端子(18a)之間，并且連接在每個相應(yīng)AC端子(16a至16c)與所述第二DC端子(18b)之間。每個轉(zhuǎn)換器臂包括能夠通過柵極控制而‘接通’和‘?dāng)嚅_’并具有恢復(fù)時間的第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)。所述轉(zhuǎn)換器(2a)適于在一個或多個逆變模式下運(yùn)行。
【專利說明】轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及轉(zhuǎn)換器(converter)，并且具體涉及電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)，所述電流源轉(zhuǎn)換器尤其用于要求最大功率轉(zhuǎn)換效率和可用性的高壓直流(HVDC)點(diǎn)到點(diǎn)式傳輸鏈路和HVDC多端子式電網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]線路換向轉(zhuǎn)換器(LCC,或稱為“電網(wǎng)換相換流器”;line commutated (!converter)屬于電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)類型并且可用于高壓交流(HVAC)電力網(wǎng)絡(luò)或者電網(wǎng)間的高壓直流(HVDC)傳輸鏈路。LCC在整流(功率傳送)和逆變(功率接收)端子中采用了自然換向晶閘管橋(commutated thyristor bridges)。通過此類HVDC傳輸鏈路的功率流可以是可逆的，同時HVDC傳輸電流是單極的。HVDC傳輸鏈路電壓同樣必須是可逆的，并且這可使用所熟知的相控原理實(shí)現(xiàn)。對可逆HVDC傳輸鏈路電壓的要求在HVDC電纜絕緣選擇上施加嚴(yán)格限制，并且這使得接近理想的彈性體電纜絕緣系統(tǒng)的使用成為不可能。對可逆HVDC傳輸鏈路電壓的要求也在潛在采用多端子式HVDC電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方面施加嚴(yán)格限制，當(dāng)采用單極HVDC傳輸鏈路電壓時，所述多端子式HVDC電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)僅僅在允許所有端子處的可逆功率流的情況下完全有效。
[0003]自然換向晶閘管橋是用于AC至DC以及DC至AC功率轉(zhuǎn)換的最有效率且最可靠的手段，但此優(yōu)點(diǎn)因?qū)πＵ褂孟嗫卦碓斐傻腍VAC電網(wǎng)端子功率因數(shù)和諧波畸變的要求而在很大程度上受到抵制 。相控用于調(diào)節(jié)通過HVDC傳輸鏈路的功率流，同時相應(yīng)HVAC電網(wǎng)電壓變化，并且以往，已經(jīng)使用非常大的切換無源濾波器和功率因數(shù)校正網(wǎng)絡(luò)來對使用相控造成的HVAC電網(wǎng)端子功率因數(shù)和諧波畸變進(jìn)行補(bǔ)償。最近，已經(jīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償器來簡化并且減少對切換補(bǔ)償系統(tǒng)的需要。對補(bǔ)償諧波畸變和功率因數(shù)的要求隨著相應(yīng)HVAC電網(wǎng)電壓范圍和關(guān)聯(lián)的相控范圍增大而加劇。在嚴(yán)重HVAC電網(wǎng)電壓驟降過程中，無法實(shí)現(xiàn)安全逆變LCC通信,這是因?yàn)樗蟮南嗫胤秶c晶閘管換向(commutation)要求不一致，并且出于同一原因，逆變LCC無法使得已斷電(de-energised)的HVAC電網(wǎng)系統(tǒng)通電(energise)。盡管存在上述缺點(diǎn)，LCC功率傳輸效率仍使得LCC通常是高功率的點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路的優(yōu)選解決方案。
[0004]標(biāo)準(zhǔn)編號H) IEC/TR62544-2011 (高壓直流(HVDC)系統(tǒng)-有源濾波器的應(yīng)用)預(yù)期:使用串并聯(lián)模式并混合的DC側(cè)有源濾波器的DC側(cè)諧波抑制(mitigation);使用并串聯(lián)模式并混合的AC側(cè)有源濾波器的AC側(cè)諧波抑制；以及混合有源濾波器系統(tǒng)的并串聯(lián)模式部件之間的DC鏈路耦合。這些有源系統(tǒng)采用強(qiáng)制換向電力電子電路，其對本質(zhì)簡單且穩(wěn)健的LCC拓?fù)湓鎏砹藦?fù)雜性。
[0005]采用強(qiáng)制換向晶閘管的CSC已被提出作為用于抑制LCC的部分上述缺陷的手段，但是所提出的電路除了本質(zhì)簡單且穩(wěn)健的LCC拓?fù)渫膺€包括了大而復(fù)雜的輔助換向電路。
[0006]最近，電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)已越來越多地用在具有適度高的功率額定值的HVDC傳輸鏈路系統(tǒng)中。VSC通過允許HVDC傳輸鏈路電流逆向來實(shí)現(xiàn)可逆功率流，從而允許使用單極HVDC傳輸鏈路電壓和具有接近理想的彈性體絕緣系統(tǒng)的電纜。VSC還解決了 LCC的HVAC電網(wǎng)諧波和功率因數(shù)限制。另外，在對有功和無功功率的接近獨(dú)立的控制中，VSC已經(jīng)能有助于HVAC電網(wǎng)頻率和電壓穩(wěn)定性。所有轉(zhuǎn)換器都受到折衷。盡管VSC克服了 LCC的已知限制性，但其引發(fā)功率損耗增加或效率降低的不利情況。在多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，VSC尚未能夠限制HVDC傳輸鏈路短路(或低電阻)故障電流。因此，在VSC方面的近期發(fā)展活動涉及嘗試克服這些不利情況。
[0007]VSC技術(shù)已經(jīng)在以下四個演化階段中得到發(fā)展:
[0008]?帶有串聯(lián)連接IGBT的兩電平脈寬調(diào)制(PWM)VSC首先解決LCC的限制性，但是效率下降嚴(yán)重并且DC故障電流不能被限制。已使用大型高性能的無源濾波器來最小化PWM臂電壓的影響。HVDC傳輸鏈路短路故障電流包括來自DC鏈路電容器的大量突波(inrush)分量。
[0009].帶有串聯(lián)連接IGBT的三電平PWM VSC改進(jìn)效率、無源濾波器規(guī)格和VSC益處之間的平衡。HVDC傳輸鏈路短路故障電流包括來自DC鏈路電容器的經(jīng)減少但仍大量的突波分量。
[0010]?通過串聯(lián)連接各自包含基礎(chǔ)VSC元件的模塊鏈，最近已從現(xiàn)有兩電平VSC元件得出多電平模塊化轉(zhuǎn)換器(MMC)VSC。這些模塊鏈以橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接起來，并且正弦電壓和反相(ant1-phase)正弦電壓的步進(jìn)近似而分別在每個特定相的正臂和負(fù)臂中合成。最原始的半橋MMC所具有的效率大于三電平PWM VSC,但不能限制DC故障電流，而H橋MMC能限制DC故障電流，但所具有的功率損耗是半橋MMC的近兩倍。每個MMC模塊具有DC鏈路電容器，所述DC鏈路電容 器的電壓必須通過調(diào)節(jié)MMC模塊功率流來控制并且其電容足以限制模塊DC鏈路電壓紋波。這些MMC采用極復(fù)雜的IGBT點(diǎn)火序列以便合成步進(jìn)電壓波形，所述步進(jìn)電壓波形必須適于HVAC電網(wǎng)電壓和線路電流，同時還適于MMC模塊內(nèi)的部件故障影響并且調(diào)節(jié)DC鏈路電容器電壓。正由于單獨(dú)IGBT在HVAC電網(wǎng)基頻下切換并且切換損耗是最小的，因此MMC VSC效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PWM VSC效率。臂電壓的步進(jìn)合成已經(jīng)允許無源濾波器的大小和復(fù)雜性相對于PWM VSC中的無源濾波器有所減小。通過模塊化且可縮放至高功率和高電壓額定值，MMC VSC已經(jīng)徹底改變了 VSC應(yīng)用范圍。HVDC傳輸鏈路短路故障電流仍然包括來自DC鏈路電容器的大量突波分量，但這可通過采用保護(hù)性點(diǎn)火序列得到部分抑制。
[0011]?最近，將包括串聯(lián)連接IGBT的常規(guī)準(zhǔn)方波VSC橋與配置用于充當(dāng)DC鏈路并聯(lián)模式或臂內(nèi)串聯(lián)模式有源濾波器的MMC VSC混合已公開為一種將MMC VSC的諧波和功率因數(shù)抑制能力與準(zhǔn)方波VSC的有效率功率處理組合的手段。零電壓切換在準(zhǔn)方波VSC電路中的IGBT中實(shí)現(xiàn)。帶有DC并聯(lián)模式MMC VSC有源濾波的混合布置無法限制DC故障電流，但受益于相對三相MMC VCSC而復(fù)雜性減小的MMC，并且具有比三相MMC VSC大的效率。并聯(lián)模式MMC VSC有源濾波器同時抑制DC和AC側(cè)諧波效應(yīng)的能力存在明顯折衷。帶有臂內(nèi)串聯(lián)模式MMC VSC有源濾波的混合布置可限制DC故障電流，但存在所具有的MMC復(fù)雜性與三相MMC VSC的復(fù)雜性相當(dāng)?shù)牟焕闆r，并且具有比經(jīng)DC并聯(lián)模式MMC濾波混合更低的效率。由于這些混合電路中采用了 VSC技術(shù)，HVDC傳輸鏈路短路故障電流仍然包括來自MMC模塊DC鏈路電容器的大量突波分量，但這可通過采用保護(hù)性點(diǎn)火序列得到部分抑制。
[0012]因此，本發(fā)明是尋求更好地將可快速限制AC和DC側(cè)故障電流的、有效率的整流和逆變功率轉(zhuǎn)換電路與有源DC紋波、AC諧波和功率因數(shù)抑制電路混合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是提供一種電流源轉(zhuǎn)換器(CSC)，所述電流源轉(zhuǎn)換器保留常規(guī)線路換向轉(zhuǎn)換器(LCC)在效率、可用性和DC故障電流限制優(yōu)點(diǎn)上的益處，同時克服了其運(yùn)行缺點(diǎn)，所述運(yùn)行缺點(diǎn)已知包括對DC鏈路電壓逆向以實(shí)現(xiàn)可逆功率流的要求、對逆變器換向故障的敏感性和不良AC功率因數(shù)。同時，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器能以類似于常規(guī)電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)的方式來使用，例如，在點(diǎn)到點(diǎn)式DC傳輸鏈路和多端子式DC電網(wǎng)的背景中使用。
[0014]如本說明書中使用，術(shù)語‘可用電路換向斷開時間’(或者tq)定義了使轉(zhuǎn)換器的功率半導(dǎo)體裝置‘?dāng)嚅_’可用的時間，并且是傳出(outgoing)功率半導(dǎo)體裝置中的陽極電流減小至零時的瞬間與陽極-陰極電壓經(jīng)受從負(fù)極到正極的極性變化時的瞬間之間的時間間隔。在自然換向過程中，傳出功率半導(dǎo)體裝置中的陽極電流逆向是因‘接通’傳入(incoming)功率半導(dǎo)體裝置而造成的，并且陽極-陰極電壓極性變化是因AC線路電壓零交叉(zero crossing)而造成的。術(shù)語‘恢復(fù)時間’在本說明書中用于定義傳出功率半導(dǎo)體裝置在存在經(jīng)限定的柵極端子偏置時完成順序逆向恢復(fù)和正向恢復(fù)過程(即直到它重獲正向阻斷能力)所花費(fèi)的時間。有效恢復(fù)時間可受所施加的柵極端子偏置影響。應(yīng)易于了解，在自然換向過程中，所述恢復(fù)時間必須短于所述可用電路換向斷開時間。如果所述正向恢復(fù)過程在所述可用電路換向斷開時間結(jié)束前尚未完成，那么一旦所述陽極-陰極電壓變成正的并且將增加至巨大電平，陽極電流就將在所述傳出功率半導(dǎo)體裝置中流動。這種‘?dāng)嚅_’故障通常稱作誤換向(mis-commutation)。以下更詳細(xì)地描述一種柵極輔助的自然換向過程，其確保了所述傳出功率半導(dǎo)體裝置在所述可用電路換向斷開時間短于常規(guī)LCC將要求時間的條件下以及時的方式重獲正向阻斷能力。
[0015]本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括:
[0016]橋，所述橋具有:用于一條或多條AC線路中每條的AC端子；第一和第二 DC端子；連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第一 DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂；以及連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第二 DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂，每個轉(zhuǎn)換器臂包括第一功率半導(dǎo)體切換裝置，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置能夠通過柵極控制‘接通’和‘?dāng)嚅_’，并且具有恢復(fù)時間；
[0017]其中所述轉(zhuǎn)換器適于以下述逆變模式中的一個或多個下運(yùn)行:
[0018](a)自然換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率增加，并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置在所述參考時間上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，并且所述可用電路換向斷開時間大于施加開路柵極端子偏置時適用的所述恢復(fù)時間，
[0019](b)自然換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率增加，并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，并且所述可用電路換向斷開時間短于施加開路柵極端子偏置時適用的所述恢復(fù)時間，所述可用電路換向斷開時間可選地為零或接近于零，以及[0020](c)組合的自然換向與柵極換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率增加，并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流以確定速率減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上或在延遲超過所述參考時間的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，并且所述可用電路換向斷開時間要比零小。
[0021]所述轉(zhuǎn)換器可進(jìn)一步適于在以下模式中運(yùn)行:
[0022](d)柵極換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，而無需傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而‘接通’。
[0023]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換器適于在自然換向整流模式下運(yùn)行。
[0024]進(jìn)一步的，其中所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置全部屬于同一類型，可選地是柵極斷開晶閘管或者柵極換向斷開晶閘管。
[0025]進(jìn)一步的，其中每個轉(zhuǎn)換器臂進(jìn)一步包括能夠通過柵極控制而‘接通’的第二功率半導(dǎo)體切換裝置，可選地是晶閘管，并且其中每個轉(zhuǎn)換器臂中的所述第一和第二半導(dǎo)體切換裝置反并聯(lián)地連接。
[0026]進(jìn)一步的，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器作為逆變器運(yùn)行時，所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置未通過柵極控制而‘接通’。
[0027]進(jìn)一步的，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器作為整流器運(yùn)行時，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而維持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，并且所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置在自然換向整流模式下運(yùn)行。
[0028]進(jìn)一步的，包括響應(yīng)于相控信號來控制DC端子電壓與AC端子電壓的比率的控制器。
[0029]進(jìn)一步的，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器適于在模式(C)下運(yùn)行時，在每個換向事件期間，當(dāng)所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中所述陽極電流落到預(yù)定閾值以下時，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置可通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，所述預(yù)定閾值可選地是DC鏈路電流的某個比例。
[0030]進(jìn)一步的，包括連接在所述AC線路之間的至少一個電涌放電器。
[0031]進(jìn)一步的，包括多個切換輔助網(wǎng)絡(luò)，每個切換輔助網(wǎng)絡(luò)與第一功率半導(dǎo)體切換裝置并聯(lián)連接。
[0032]進(jìn)一步的，包括多個柵極驅(qū)動器，每個柵極驅(qū)動器適于從關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置的柵極端子提取柵極電流以便通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’所述關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置，所提取的柵極電流在柵極換向時間上大于所述關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置中的陽極電流水平。
[0033]進(jìn)一步的，其包括多個橋，每個橋具有:用于一條或多條AC線路中每條的AC端子；第一和第二 DC端子；連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第一 DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂；以及連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第二 DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂，每個轉(zhuǎn)換器臂包括能夠通過柵極控制而‘接通’和‘?dāng)嚅_’并具有恢復(fù)時間的第一功率半導(dǎo)體切換裝置，并且其中所述橋的所述DC端子串聯(lián)互連。
[0034]本發(fā)明提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:前述的轉(zhuǎn)換器；AC電網(wǎng)；以及DC鏈路；其中所述轉(zhuǎn)換器的所述AC線路連接到所述AC電網(wǎng)，并且所述轉(zhuǎn)換器的所述DC端子連接到DC鏈路。
[0035]進(jìn)一步的，其中所述AC線路借助帶有轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組和AC電網(wǎng)側(cè)繞組的轉(zhuǎn)換器變壓器來連接到所述AC電網(wǎng)，所述轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組可選地在其低壓端通過有源濾波器互連。
[0036]進(jìn)一步的，包括有源濾波器/補(bǔ)償器，所述有源濾波器/補(bǔ)償器連接到所述AC線路，可選地借助變壓器來連接。
[0037]進(jìn)一步的，其中所述轉(zhuǎn)換器的所述DC端子借助無源濾波器來連接到所述DC鏈路。
[0038]進(jìn)一步的，其中箝位電路并聯(lián)跨接在所述無源濾波器上。
[0039]進(jìn)一步的，包括跨接在所述DC鏈路上的至少一個電涌放電器。
[0040]本發(fā)明提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:前述的轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器具有并聯(lián)連接的第一 DC端子和第二 DC端子。
[0041]特定橋中的全部所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置通常屬于同一類型。第一功率半導(dǎo)體切換裝置的優(yōu)選類型是逆向阻斷裝置，所述逆向阻斷裝置優(yōu)化用于在施加限定柵極偏置時的AC線路頻率下的自然換向、具有低的導(dǎo)通損耗、具有通過小于其標(biāo)稱額定陽極電流50%的陽極電流來柵極(或者強(qiáng)制)換向的重復(fù)能力，并且具有通過其標(biāo)稱額定陽極電流至少約100%的陽極電流來柵極換向的間歇能力。第一功率半導(dǎo)體切換裝置的優(yōu)選類型實(shí)例將會包括柵極斷開晶閘管(GTO)或柵極換向斷開晶閘管(GCT)，它們與外部柵極驅(qū)動電路結(jié)合使用，所述外部柵極驅(qū)動電路允許所述裝置除了在單位增益斷開狀況下實(shí)現(xiàn)所要求的柵極換向性能之外還受益于柵極輔助的自然換向。
[0042]所述轉(zhuǎn)換器可進(jìn)一步適于在整流模式下運(yùn)行，只要允許第一 DC端子與第二 DC端子之間的電壓逆向即可。所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置以與常規(guī)LCC相同的方式在自然換向整流模式中運(yùn)行，但對柵極驅(qū)動排序(sequencing)進(jìn)行適當(dāng)修改,這種修改通過以下方式達(dá)成:在整個正常LCC導(dǎo)通期間，維持‘接通’狀態(tài)柵極驅(qū)動命令，并且在整個正常LCC‘?dāng)嚅_’狀態(tài)期間，維持‘?dāng)嚅_’狀態(tài)柵極驅(qū)動命令。
[0043]對于無需DC電壓逆向的雙向功率流，每個轉(zhuǎn)換器臂則會進(jìn)一步包括能夠通過柵極控制(例如，常規(guī)晶閘管)‘接通’的第二功率半導(dǎo)體切換裝置，并且其中每個轉(zhuǎn)換器臂中的第一半導(dǎo)體切換裝置與第二半導(dǎo)體切換裝置反并聯(lián)地連接。
[0044]當(dāng)此轉(zhuǎn)換器作為逆變器運(yùn)行時，所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置未通過柵極控制而‘接通’，并且當(dāng)作為整流器運(yùn)行時，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而維持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，并且所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置以與常規(guī)LCC相同的方式在自然換向整流模式中運(yùn)行。
[0045]當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器是作為逆變器運(yùn)行時，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置以模式(a)至(C)中的一個或多個并且還可選地以保護(hù)模式(d)運(yùn)行。所述轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行可根據(jù)合適控制過程進(jìn)行控制，例如，由通常使點(diǎn)火序列相對于關(guān)聯(lián)AC電網(wǎng)電壓波形同步并相移的控制器進(jìn)行控制，這種控制是響應(yīng)于相控信號做出的，以便控制轉(zhuǎn)換器DC端子電壓與AC端子電壓的比率。任何方便的控制和保護(hù)功能都可用來提供所述相控信號。例如，可使用帶有DC鏈路電壓(該DC鏈路電壓依賴于下垂(droop)和電流限制項(xiàng))的閉環(huán)AC線路電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)逆變器的輸出功率，同時保護(hù)DC傳輸電壓和轉(zhuǎn)換器熱應(yīng)力。相控動作、DC鏈路電流變化、AC線路電壓波形變化或其任何組合通常將會導(dǎo)致可用電路換向斷開時間變化，并且所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置可相應(yīng)運(yùn)行。零點(diǎn)斷開(ZTO, zero turn-off)的原理在模式
(b)期間適用，在模式(b)中，所述可用電路換向斷開時間小于施加開路柵極端子偏置時適用的所述恢復(fù)時間并且優(yōu)選地為零或接近于零。在組合的自然換向與柵極換向逆變模式
(c)中，點(diǎn)火序列可對換向過程而非潛在控制過程具有直接影響，因?yàn)閭鞒龅谝还β拾雽?dǎo)體切換裝置在適當(dāng)時間上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’。在模式(c)中，所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置的點(diǎn)火可相對于(a)和(b)延遲，并且影響在于，所述可用電路換向斷開時間減小至零以下，g卩，其實(shí)際上變?yōu)樨?fù)的。在實(shí)施中，所述點(diǎn)火序列可能對模式(a)、(b)和(C)是公共的，其中在模式(a)和(b)中，所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置的柵極斷開并不產(chǎn)生直接影響。更具體地，可看出，在模式(a)、(b)和(C)中的所述控制過程是類似的，這是因?yàn)樗鰝魅氲谝还β拾雽?dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，并且所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上(或可選地對于模式(C)而言，在延遲超過所述參考時間的時間點(diǎn)上)通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’。應(yīng)易于了解，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置的行為根據(jù)在通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置之前流動的陽極電流進(jìn)行改變，并且正是這種行為限定所述轉(zhuǎn)換器是在模式(a)、(b)還是(C)中運(yùn)行。
[0046]在模式(a)中，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置表現(xiàn)得像常規(guī)LCC中的晶閘管。在反并聯(lián)的布置中，所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置受到脈沖抑制，即，它們不接收柵極驅(qū)動電流，使得其保持處于‘?dāng)嚅_’狀態(tài)。所述可用電路換向斷開時間大于所述恢復(fù)時間。這意味著，所述可用電路換向斷開時間大于所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置的可靠斷開所要求的時間，并且所述換向過程不依賴于柵極斷開輔助。由于所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置已通過所述參考時間完全恢復(fù)，因此，當(dāng)所述陽極-陰極電壓變成正向偏置時，最小柵極電流流入關(guān)聯(lián)柵極驅(qū)動器中。當(dāng)AC線路電壓除以DC鏈路電壓的比率尤其高時，例如，當(dāng)DC鏈路電壓在清除DC鏈路短路或低電阻故障后的過程中異常低時，通常將會使用模式(a)。
[0047]模式(b)與模式(a)密切相關(guān)。然而，在模式(b)中，所述可用電路換向斷開時間短于所述恢復(fù)時間。所述可用電路換向斷開時間甚至可為零或接近于零。如果所述轉(zhuǎn)換器是在模式(b)中運(yùn)行，那么所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置因此必須具有ZTO能力，并且所述換向過程是依賴于柵極斷開輔助。由于所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置并未通過所述參考時間完全恢復(fù)，因此，當(dāng)所述陽極-陰極電壓變成正向偏置時，小的柵極電流流入關(guān)聯(lián)柵極驅(qū)動器中。只要電力系統(tǒng)運(yùn)行要求允許，模式(b)通常都是所述轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選運(yùn)行模式，因?yàn)檗D(zhuǎn)換器效率因自然換向過程而高，AC線路功率因數(shù)大于常規(guī)LCC中可實(shí)現(xiàn)的功率因數(shù)，并且因此所述轉(zhuǎn)換器的MVA額定值可最小化。通常優(yōu)選的是，在模式(b)期間，所述轉(zhuǎn)換器以接近極限情況運(yùn)行，即，其中所述可用換向電路斷開時間為零或接近于零，因?yàn)檫@最大化了效率和功率因數(shù)益處。當(dāng)有意接近模式(b)的極限情況運(yùn)行時，在如所述DC鏈路電流、DC線路電壓和AC線路電壓的參數(shù)中的小擾動(perturbation)可能導(dǎo)致所述可用換向電路斷開時間變得小于零，從而使所述轉(zhuǎn)換器將在模式(c)中運(yùn)行。
[0048]模式(c)可認(rèn)為是具有兩個不同階段。第一階段類似模式(a)，因?yàn)樗鰝鞒龅谝还β拾雽?dǎo)體切換裝置中的陽極電流最初以某個速率減少，所述速率實(shí)質(zhì)對應(yīng)于所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流的增加速率。然而，在第二階段中，傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流的初始變化速率通過傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置的柵極斷開而顯著截平。換句話說，發(fā)起了自然換向，但其因發(fā)生柵極換向而不能繼續(xù)完成。所述可用換向電路斷開時間小于零且所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置是依賴于柵極斷開輔助進(jìn)行斷開。在所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’的時間點(diǎn)(即，所述參考時間或延遲超過所述參考時間的時間點(diǎn))上，當(dāng)所述陽極-陰極電壓變成正向偏置時，超過所述傳出第一功率半導(dǎo)體裝置中陽極電流的柵極電流流入關(guān)聯(lián)柵極驅(qū)動器中。在陽極-陰極電壓增加過程中，所述柵極電流最終衰減。模式(C)通常用作在有意接近模式(b)的極限情況運(yùn)行轉(zhuǎn)換器時的安全措施。然而，在一些情況中，模式(C)可為轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選運(yùn)行模式。
[0049]在模式(c)中，當(dāng)所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流落到預(yù)定閾值以下時，通常當(dāng)所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流降低到DC鏈路電流(Idc)的某一比例時，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置可通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，所述比例是大于Idc的O %并且優(yōu)選小于Idc的約70%，并且更優(yōu)選地小于Idc的約20%。
[0050]所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流的柵極換向?qū)е翧C線路電流中的對應(yīng)快速改變，并且導(dǎo)致了在受影響的AC線路的變壓器電抗上形成電壓瞬變。優(yōu)選采用電涌放電器來限制所述電壓瞬變的幅度和傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置上經(jīng)受的對應(yīng)電壓瞬變。所述電涌放電器可以是金屬氧化物變阻器(MOV)或連接在AC線路之間的、類似的非線性的電阻元件。所述電涌放電器還可包括AC線路之間串聯(lián)連接的電阻和電容(RC)網(wǎng)絡(luò)或者M(jìn)OV與RC網(wǎng)絡(luò)的組合。所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置還可設(shè)有并聯(lián)連接的切換輔助網(wǎng)絡(luò)(緩沖電路(snubber))，所述切換輔助網(wǎng)絡(luò)可在陽極電流處于Idc的相對低的比例(可選小于額定Idc的約10% (或約5%))時發(fā)起柵極換向的情況下充分限制所述電壓瞬變。
[0051]與常規(guī)LLC相比，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生了減小的諧波強(qiáng)制電壓，因此，需要較小的AC側(cè)和DC側(cè)諧波濾波器。在定義這些益處時，必需要認(rèn)識到，使用柵極換向?qū)е滤龅谝还β拾雽?dǎo)體切換裝置中的切換損耗增加，并且重要的是，柵極換向時的換向電感和關(guān)聯(lián)電感存儲能量的上限不大于實(shí)際必需值，還有，經(jīng)柵極換向的陽極電流的幅度直接影響上述電壓瞬變幅度和/或關(guān)聯(lián)電涌放電器和切換輔助網(wǎng)絡(luò)部件的規(guī)格。例如，模式(c)經(jīng)受功率因數(shù)校正和諧波濾波帶來的益處與切換損耗增加和緩和瞬變電壓要求帶來的缺點(diǎn)之間的折衷。
[0052]可選模式(d)涉及柵極換向過程，所述柵極換向過程與模式(C)的第二階段相同，但無其中傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而‘接通’的第一階段。因此，柵極換向時間上的所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中的陽極電流等于DC鏈路電流。模式(d)不與模式(a)至(C)共享公共控制過程，并且通常僅在將低阻抗故障施加到所述轉(zhuǎn)換器變壓器(converter transformer)(參見下文)的AC電網(wǎng)側(cè)上時并因此僅在AC線路電壓非常低時采用。如從模式(c)第二階段的描述中明顯看出，經(jīng)柵極換向的陽極電流幅度對關(guān)聯(lián)電壓瞬變的性質(zhì)具有重要影響，但是必須注意，盡管在發(fā)生柵極換向的時間點(diǎn)上存在于受影響AC線路中的所述電感儲存能量在這個換向模式期間顯著增加，但是所述AC線路電壓在指定的低阻抗故障狀況下較低。在高值陽極電流的柵極換向時存在這種低AC線路電壓，其允許在電涌放電器和切換輔助網(wǎng)絡(luò)部件的規(guī)格方面實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約，并且這些經(jīng)濟(jì)節(jié)約可通過使得任何AC電網(wǎng)側(cè)斷路器斷開來進(jìn)一步增強(qiáng)，從而限制故障持續(xù)時間。中斷所述故障電流而不等待所述AC電網(wǎng)側(cè)斷路器斷開也是可能的。無論使用哪種方法，能量都被困在所述DC電路中，并且這必須在中斷所述DC鏈路電流時進(jìn)行耗散。盡管模式(d)是可選的，但是期望任何實(shí)際的轉(zhuǎn)換器都將具有中斷AC電網(wǎng)側(cè)低阻抗故障電流的能力。
[0053]轉(zhuǎn)換器的AC端子可連接到AC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)，可選地連接到高壓交流(HVAC)電網(wǎng)。這種連接優(yōu)選借助相移轉(zhuǎn)換器變壓器來形成，所述相移轉(zhuǎn)換器變壓器的轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組可選地在其低壓端通過如串聯(lián)模式電壓源有源濾波器的有源濾波器互連。如并聯(lián)模式有源濾波器和/或靜態(tài)補(bǔ)償器的有源濾波器可連接到所述AC線路或AC電網(wǎng)，以便限定所述轉(zhuǎn)換器的換向電抗以及所述AC電網(wǎng)中電流的諧波畸變和功率因數(shù)。所述轉(zhuǎn)換器變壓器可具有任何合適構(gòu)造，例如，可使用2x3相變壓器布置以便允許12脈沖運(yùn)行。
[0054]所述轉(zhuǎn)換器的DC端子可連接到DC鏈路，可選地是連接到DC電網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對點(diǎn)式高壓直流(HVDC)傳輸鏈路或者多端子式HVDC電網(wǎng)中的元件。這種連接可借助無源濾波器來形成。所述轉(zhuǎn)換器可用于以下類型的DC鏈路:對稱單極、非對稱的單極、對稱雙極和非對稱的雙極，它們采用任何方便的接地和切換布置。所述DC鏈路中的雙向功率流可通過使得所述DC鏈路電流逆向而來實(shí)現(xiàn)，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置和第二功率半導(dǎo)體切換裝置的相應(yīng)額定值可選地針對功率流方向中的任何非對稱性進(jìn)行優(yōu)化。
[0055]點(diǎn)對點(diǎn)式DC傳輸鏈路通常將會在其傳輸電纜的每端具有一個轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換器中的一個作為整流器運(yùn)行，而另一個轉(zhuǎn)換器則作為逆變器運(yùn)行。在雙向功率流的情況下，當(dāng)功率流是在第一方向上時，所述轉(zhuǎn)換器中一個則將作為整流器運(yùn)行而另一個轉(zhuǎn)換器則作為逆變器運(yùn)行，并且當(dāng)功率流是在相反方向上時，整流功能與逆變功能交換。多端子式DC電網(wǎng)的端子通常將會具有單轉(zhuǎn)換器，所述單轉(zhuǎn)換器還能通過交換其整流功能與逆變功能來適應(yīng)雙向功率流。多端子式DC電網(wǎng)可混合不同的轉(zhuǎn)換器類型，只要適當(dāng)協(xié)調(diào)并且指定DC接口要求。
[0056]所述轉(zhuǎn)換器能主動限制DC側(cè)故障電流而不需要DC斷路器(例如，HVDC斷路器)，但可與這種DC斷路器結(jié)合使用，以便實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器從DC鏈路的卸載分離(off loadisolation)。故障電流可由轉(zhuǎn)換器、DC斷路器或兩個裝置的組合進(jìn)行限制。在后者情況中，可降低DC斷路器的保護(hù)性能要求。如果提供DC斷路器，那么可使用它限制從DC鏈路饋送到轉(zhuǎn)換器和/或連接到轉(zhuǎn)換器的AC電網(wǎng)中的故障電流。AC斷路器(例如，HVAC斷路器)還可用于限制從DC電網(wǎng)饋送到轉(zhuǎn)換器和/或連接到轉(zhuǎn)換器的DC鏈路中的故障電流。所述轉(zhuǎn)換器的、在無需DC斷路器輔助情況下限制并中斷DC故障電流的固有能力在以下情況中是有益的:減少可能施加到所述DC鏈路中的傳輸線路的以及點(diǎn)到點(diǎn)式DC傳輸鏈路或多端子式DC電網(wǎng)中任一個的開關(guān)柜上的最大預(yù)期故障電流。
[0057]對于常規(guī)LCC，所述DC鏈路電壓源自于對應(yīng)AC線路電壓，并且因此，這些電壓上的頻譜是諧波相關(guān)的。所述轉(zhuǎn)換器的潛在端子電壓諧波關(guān)系以與所述常規(guī)LCC相同的方式由所謂的‘脈沖數(shù)量’限定。在所述橋有三個AC端子的三相系統(tǒng)中，脈沖數(shù)量是六的倍數(shù)，因?yàn)槊總€橋中存在六個臂的可控功率半導(dǎo)體裝置，并且DC紋波電壓頻譜的基頻分量是施加到所述AC端子上電壓基頻的六倍。所述轉(zhuǎn)換器可包括任何方便數(shù)量的橋，其中所述橋的DC端子串聯(lián)互連。例如，如果所述轉(zhuǎn)換器包括串聯(lián)連接的兩個橋，那么這限定了 12脈沖系統(tǒng)，所述12脈沖系統(tǒng)針對每個AC線路基頻周期在DC鏈路電流中具有12個紋波周期。除了相互關(guān)聯(lián)之外，DC側(cè)電壓諧波與AC側(cè)電壓諧波的幅度受到相控、換向模式和換向電抗的影響，如在下文更詳細(xì)描述。所述轉(zhuǎn)換器的DC線路電壓包括諧波分量，然而，所述轉(zhuǎn)換器仍可連接到接口規(guī)格可對電壓和電流紋波頻譜施加嚴(yán)格限制的DC傳輸鏈路。因此，所述轉(zhuǎn)換器的DC端子優(yōu)選借助無源濾波器來連接到DC線路，所述無源濾波器包括至少一個DC鏈路電感器并可選地包括多個電容電阻濾波器元件。所述轉(zhuǎn)換器的重要目標(biāo)在于，在不主要借助將會在DC鏈路發(fā)生短路或低阻抗故障時導(dǎo)致大的電容突波電流流動的電容電路的情況下，能夠提供具有可接受的低電壓和電流紋波的DC鏈路電流。
[0058]正如常規(guī)LCC情況那樣，所述轉(zhuǎn)換器的脈沖數(shù)量增加導(dǎo)致DC鏈路電壓諧波幅度減小以及DC鏈路電壓諧波頻率增加，從而針對特定DC紋波頻譜在所述DC鏈路電感器的規(guī)格方面實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約。類似地是，轉(zhuǎn)換器相控角(例如，點(diǎn)火提前角β和點(diǎn)火延遲角α)的增加導(dǎo)致所述轉(zhuǎn)換器的DC線路電壓中經(jīng)受的電壓階躍幅度增加。所述轉(zhuǎn)換器的重要優(yōu)點(diǎn)在于，模式(b)和(c)允許兩個相控角都減少，如在下文參照圖3更詳細(xì)地描述。所述AC線路換向電抗還對諧波性能具有影響，因?yàn)樗€分別影響逆變器和整流器的換向重疊角μ和Y，但是換向電抗對電壓調(diào)節(jié)的影響更為顯著。
[0059]正如采用常規(guī)LCC的極高功率HVDC轉(zhuǎn)換器端子情況那樣，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，任何方便數(shù)量的轉(zhuǎn)換器都可具有其并聯(lián)連接的DC端子，以便滿足對尤其高的DC電流額定值的要求或者允許電力系統(tǒng)性能在單獨(dú)轉(zhuǎn)換器的故障后逐步降級。在‘每轉(zhuǎn)換器’基礎(chǔ)上，通常將會提供任何AC側(cè)或DC側(cè)保護(hù)開關(guān)柜，以便降低單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)。同樣在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是，這種并聯(lián)連接的轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器變壓器可采用合適相移，以便允許更高脈沖數(shù)量起效。例如，如果第一轉(zhuǎn)換器設(shè)有六相轉(zhuǎn)換器變壓器以便提供12脈沖序列運(yùn)行的益處，并且第二相同的轉(zhuǎn)換器將與所述第一轉(zhuǎn)換器并聯(lián)連接，那么與所述第二轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)的所述轉(zhuǎn)換器變壓器的六個相位可相對于與所述第一轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)的所述轉(zhuǎn)換器變壓器的六個相位進(jìn)行15°相移，從而提供24脈沖串聯(lián)-并聯(lián)運(yùn)行的益處，即，其中所述第一轉(zhuǎn)換器的DC端子中的電流針對每個AC電網(wǎng)頻率周期包含12個紋波周期，其中所述第二轉(zhuǎn)換器的DC端子中的電流同樣針對每個AC電網(wǎng)頻率周期包含12個紋波周期，其中這些12個紋波周期相對于所述第一轉(zhuǎn)換器的所述12個紋波周期以15°的AC電網(wǎng)頻率相移，并且其中在所述第一轉(zhuǎn)換器與第二轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)DC端子與DC鏈路之間的公共耦合點(diǎn)上的組合電流針對每個AC電網(wǎng)頻率周期包含幅度減小的24個紋波周期。
[0060]即使通過本發(fā)明允許減小的相控角，也會產(chǎn)生大的DC線路電壓紋波，并且因此，所述轉(zhuǎn)換器能可選采用串聯(lián)模式電壓源有源濾波器來將反相電壓紋波分量注入到每條AC線路中。所述有源濾波器均可采用任何方便的電壓源轉(zhuǎn)換器(VSC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)與每個轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)的AC線路從將會形成星點(diǎn)的轉(zhuǎn)換器變壓器繞組末端露出時，有源濾波器可與該AC線路連接?；緛碚f，盡管可將串聯(lián)模式電壓注入插入所述AC線路進(jìn)入所述轉(zhuǎn)換器的點(diǎn)上，但是優(yōu)選的是，注入是在所述轉(zhuǎn)換器變壓器繞組的另一末端上進(jìn)行，以便允許通過公共的有源濾波器電路產(chǎn)生注入電壓并且避免針對每條AC線路使用有源濾波器(和可選耦合變壓器)。每個有源濾波器產(chǎn)生一組AC線路電壓，所述AC線路電壓與所述轉(zhuǎn)換器變壓器的關(guān)聯(lián)AC電壓同步、與其諧波相關(guān)并與其累加，從而有效導(dǎo)致將等效電壓注入加入所述轉(zhuǎn)換器的DC線路電壓中。如果對所述DC線路電壓進(jìn)行了有源濾波，則可針對特定DC傳輸線路紋波頻譜在所述DC鏈路電感器的規(guī)格方面形成進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)節(jié)約，并且更具體地，即使使用電容濾波限制所述紋波頻譜，也可限制電容和關(guān)聯(lián)的最大預(yù)期電容突波電流。在6脈沖轉(zhuǎn)換器 情況下，通常采用單個三相串聯(lián)模式有源濾波器。在12脈沖轉(zhuǎn)換器情況下，通常采用兩個三相串聯(lián)模式有源濾波器。每個串聯(lián)模式有源濾波器通常僅僅具有三個端子，并且因此優(yōu)選的是，每個有源濾波器因電壓注入過程而經(jīng)受零時平均功率輸入或輸出(zerotime averaged power input or output),并且因此,所述電壓注入可在特定時間上被控制成具有兩個極性中的任一極性，以使功率流流入或流出要控制的有源濾波器。因此，所述串聯(lián)模式有源濾波器通常將會具有控制策略，所述控制策略允許交變的功率流以便對轉(zhuǎn)換器DC諧波電壓施加控制，并且防止時間平均的功率流累積。
[0061]正如常規(guī)LCC情況那樣，通常以小于I (unity)的功率因數(shù)汲取AC線路電流。增加相控角、即點(diǎn)火提前角β和點(diǎn)火延遲角α的增加導(dǎo)致功率因數(shù)減小，并且因此，所述轉(zhuǎn)換器的重要優(yōu)點(diǎn)在于模式(b)和(C)允許兩個相控角都減小。所述AC線路換向電抗還對功率因數(shù)具有影響，因?yàn)樗鹆怂鯝C線路電流中的分別與逆變器和整流器換向重疊角μ和Y關(guān)聯(lián)的相位滯后，但是換向電抗對電壓調(diào)節(jié)的影響更為顯著。
[0062]盡管減小的 相控角對AC電網(wǎng)側(cè)諧波的上述益處是顯著的，但是使用串聯(lián)模式有源濾波器來減少DC線路紋波電壓和電流抵制了這種益處，并且DC線路濾波上述方面的組合影響可能導(dǎo)致AC線路電流諧波的總諧波畸變相對于常規(guī)LCC而言更為惡化。因此，所述AC線路電流能夠可選地受益于使用連接到轉(zhuǎn)換器變壓器的AC電網(wǎng)側(cè)上AC線路的功率因數(shù)校正和濾波設(shè)備。這種設(shè)備可為任何方便類型，并且優(yōu)選地將并聯(lián)模式電壓源轉(zhuǎn)換器類型靜態(tài)補(bǔ)償和有源濾波與無源部件組合使用。鑒于所述轉(zhuǎn)換器中使用減小的相控角，此設(shè)備的靜態(tài)補(bǔ)償方面額定值將有益地相對于常規(guī)LCC情況下所要求的額定值有所減小。
[0063]在并聯(lián)模式電壓源轉(zhuǎn)換器設(shè)備用于靜態(tài)補(bǔ)償和有源濾波目的情況下，這可設(shè)有輔助DC鏈路電源，所述輔助DC鏈路電源具有足夠容量來使可選轉(zhuǎn)換器變壓器和AC線路能在AC斷路器閉合之前通電，這樣，無論所述AC電網(wǎng)此時是否通電，都會允許建立并且證明逆變模式控制。鑒于提供這種輔助DC電源和并聯(lián)模式電壓源轉(zhuǎn)換器，模式(b)和(c)不依賴于預(yù)先存在的AC電網(wǎng)電壓以及在實(shí)質(zhì)超前功率因數(shù)下施加負(fù)載電流的容量使所述轉(zhuǎn)換器具有一個重要優(yōu)點(diǎn):能夠‘黑啟動(black start)’ ‘孤島(islanded，)’AC電網(wǎng)。另外,如果存在AC電網(wǎng)電壓，那么可通過轉(zhuǎn)換器控制使所述轉(zhuǎn)換器變壓器通電并同步到所述AC電網(wǎng)，從而在斷路器閉合時實(shí)質(zhì)消除變壓器突波。
[0064]所述轉(zhuǎn)換器可用來預(yù)先充電、調(diào)節(jié)并且穩(wěn)定先前斷電的DC鏈路的電壓，如在先前提及，所述DC鏈路可為DC電網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)到點(diǎn)式DC傳輸鏈路或多端子式DC電網(wǎng)。所述轉(zhuǎn)換器可暴露在高電容負(fù)載下而無過多電流突波，并且所述轉(zhuǎn)換器可執(zhí)行這種功能而無需借助常規(guī)VSC情況中要求的其他預(yù)先充電部件。所述轉(zhuǎn)換器變壓器必須通電，以便允許所述轉(zhuǎn)換器來執(zhí)行這種預(yù)先充電功能，并且所述變壓器通電可通過所述AC電網(wǎng)或上述輔助電源和并聯(lián)模式電壓源轉(zhuǎn)換器中任一個執(zhí)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]圖1是示出結(jié)合有根據(jù)本發(fā)明的兩個轉(zhuǎn)換器的點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路的單線路略圖；
[0066]圖2是示出結(jié)合有三個不同轉(zhuǎn)換器的多端子式HVDC電網(wǎng)的單線路略圖，其中兩個轉(zhuǎn)換器是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器；
[0067]圖3示出針對根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的逆變模式(a)至(d)的等效電路和波形；[0068]圖4是示出當(dāng)配置用于在帶有高度非對稱的雙向功率流的點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路中運(yùn)行時，根據(jù)本發(fā)明的兩個6脈沖轉(zhuǎn)換器的可選換向狀況的略圖；
[0069]圖5是示出當(dāng)配置用于在帶有雙向功率流的點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路中運(yùn)行或作為帶有雙向功率流的多端子式HVDC電網(wǎng)中的端子時，根據(jù)本發(fā)明的6脈沖轉(zhuǎn)換器的略圖；
[0070]圖6是示出當(dāng)配置用于在帶有雙向功率流的點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路中運(yùn)行或作為帶有單向功率流的多端子式HVDC電網(wǎng)中的端子時，根據(jù)本發(fā)明的6脈沖轉(zhuǎn)換器的略圖；以及
[0071]圖7是示出連接到帶有雙向功率流的對稱單極點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路或帶有雙向功率流的對稱單極多端子式HVDC電網(wǎng)的根據(jù)本發(fā)明12脈沖轉(zhuǎn)換器的略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0072]參照圖1和4，一種點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路包括連接到HVDC傳輸線路4的第一和第二相應(yīng)末端的第一電流源轉(zhuǎn)換器(CSC) 2a和第二 CSC2b。每個CSC2a、2b被示出為三相變壓器饋送類型，帶有關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器變壓器6a、6b、串聯(lián)模式電壓源有源濾波器(AF)8a、8b、并聯(lián)模式組合的有源濾波器與靜態(tài)補(bǔ)償器(AF StatCom) IOaUOb以及DC鏈路電感器12a、12b。為了清楚起見，圖1和4中未示出電涌放電器和控制系統(tǒng)。為了清楚起見，圖4中未示出有源濾波器和濾波器補(bǔ)償器。
[0073]具體參照圖4，每個CSC2a、2b包括橋14a、14b。第一橋14a具有連接到關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器變壓器6a的三個AC端子16a、16b、16c (即，每個相位一個端子)和連接到HVDC傳輸線路4的一個末端的兩個DC端子18a、18b。第二橋14b具有連接到關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器變壓器6b的三個AC端子20a、20b、20c和連接到HVDC傳輸線路4的另一末端的兩個DC端子22a、22b。
[0074]每個橋14a、14b包括六個轉(zhuǎn)換器臂。每個臂包括在實(shí)施中可為逆向阻斷柵極斷開晶閘管(GTO)或逆向阻斷柵極換向斷開晶閘管(GCT)的第一逆向阻斷功率半導(dǎo)體裝置(‘第一裝置’ 24)和在實(shí)施中可為常規(guī)晶閘管的第二功率半導(dǎo)體裝置(‘第二裝置’ 26)。第一裝置24和第二裝置26反并聯(lián)地連接在一起，即，每個第一裝置的陽極連接到相應(yīng)AC端子而陰極連接到相應(yīng)DC端子，并且每個第二裝置的陰極連接到相應(yīng)AC端子而陽極連接到相應(yīng)DC端子。
[0075]每個轉(zhuǎn)換器臂可包括任何方便數(shù)量的串聯(lián)連接的第一裝置24和串聯(lián)連接的第二裝置26，以便提供帶有所要求的AC線路電壓額定值的橋?？蓪⒋?lián)連接的功率半導(dǎo)體裝置的組組裝在模塊內(nèi)，并可將任何方便數(shù)量的模塊串聯(lián)連接。可使用壓力觸點(diǎn)功率半導(dǎo)體裝置以允許開發(fā)利用此類裝置的低電阻故障模式作為提供N+M型串聯(lián)冗余的一種手段；其中N個串聯(lián)連接的裝置對于正常工作具有足夠的總電壓額定值，并且M個附加裝置串聯(lián)連接以便允許M個裝置在不影響N個無故障裝置的工作行為情況下發(fā)生故障。電壓共享(voltage sharing)和同步切換是使用有源切換輔助網(wǎng)絡(luò)(RC型緩沖電路(snubber))、電壓共享電阻、電壓分級電容器和可為飽和型的di/dt限流電抗器(reactor)的任何組合來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)采用了第一裝置24和第二裝置26兩者時，相應(yīng)并聯(lián)路徑上的電流額定值無需相等，并且在電流額定值上采用較大程度的不對稱性可能是有利的。
[0076]當(dāng)功率經(jīng)控制以在圖1和4所示布置中從左至右流動時，CSC2a將會作為整流器運(yùn)行，并且CSC2b將會作為逆變器運(yùn)行，反之亦然。[0077]當(dāng)CSC作為整流器運(yùn)行時，第一裝置24通過柵極控制維持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，并且第二裝置26在自然換向整流器模式中運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)換器是作為逆變器運(yùn)行時，第二裝置26通過柵極控制而不‘接通’，并且第一裝置24在下文參照圖3所述的三個逆變模式(a)至(c)中的一個模式中(并且還可選地在模式(d)中)運(yùn)行。
[0078]圖2示出帶有HVDC傳輸線路28的多端子式HVDC電網(wǎng)。CSC2b與圖1所示CSC2b等效，即，第一裝置和第二裝置反并聯(lián)地連接的三相變壓器饋送類型，并且CSC2b連接到HVDC傳輸線路28的一個末端。CSC2c連接到HVDC傳輸線路28的另一末端，并且具有根據(jù)本發(fā)明的僅僅包括第一裝置的橋，所述第一裝置在實(shí)施中可為在下文參照圖3更詳細(xì)描述的三個逆變模式(a)至(c)中的一個模式中(并且還可選地在模式(d)中)運(yùn)行的GTO或GCT。CSC2d連接到HVDC傳輸線路28的另一末端，并且具有僅僅包括作為整流器運(yùn)行的常規(guī)晶閘管的橋。每個CSC具有關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器變壓器6b、6c、6d、串聯(lián)模式電壓源有源濾波器(AF)8b、8c、8d、并聯(lián)模式組合的有源濾波器與靜態(tài)補(bǔ)償器(AF StatCom) 10b、10c、IOd以及DC鏈路電感器12b、12c、12d。為了清楚起見，圖2中未示出電涌放電器和控制系統(tǒng)。
[0079]當(dāng)功率經(jīng)控制以在圖2所示布置中從左至右從CSC2d流動到CSC2b時，CSC2d將會作為整流器運(yùn)行，并且CSC2b將會作為逆變器運(yùn)行。CSC2c不能從左至右發(fā)送功率。當(dāng)功率經(jīng)控制以從右至左從CSC2b流動到CSC2c時，CSC2b將會作為整流器運(yùn)行，并且CSC2c將會作為逆變器運(yùn)行。CSC2d不能從右至左發(fā)送功率。
[0080]當(dāng)CSC2b作為整流器運(yùn)行時，第一裝置24通過柵極控制維持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，并且第二裝置26在自然換向整流器模式中運(yùn)行。當(dāng)CSC2b作為逆變器運(yùn)行時，第二裝置26通過柵極控制而不‘接通’，并且第一裝置24在下文參照圖3更詳細(xì)描述的三個逆變模式(a)至(c)中的一個模式中 (并且還可選地在模式(d)中)運(yùn)行。當(dāng)CSC2c正運(yùn)行時，第一裝置在下文參照圖3更詳細(xì)描述的三個逆變模式(a)至(c)中的一個模式中(并且還可選地在模式(d)中)運(yùn)行。當(dāng)CSC2d正運(yùn)行時，常規(guī)晶閘管以自然換向整流模式運(yùn)行。
[0081]這種多端子式HVDC電網(wǎng)可采用任何方便數(shù)量不同類型的轉(zhuǎn)換器，包括常規(guī)的轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本發(fā)明的CSC可配置有任何期望程度的功率流非對稱性。
[0082]四個逆變模式(a)至(d)參照圖3更詳細(xì)地描述，圖3左側(cè)示出相應(yīng)逆變換向模式的簡化等效電路并且右側(cè)示出對應(yīng)波形。
[0083]應(yīng)易于了解，圖3所示波形未按比例，但允許做出比較。在每個情況中，DC鏈路電流Idc具有相同幅度。在以逆變模式(a)至(C)的換向事件和后續(xù)暫態(tài)電壓響應(yīng)之后，傳出裝置陽極-陰極電壓Vak的波形與在傳入相位與傳出相位之間的AC線路電壓等效并且具有相同幅度。參考時間與線路電壓的零交點(diǎn)(zero crossing) 一致。波形均參照時間示出。然而，由于脈沖重復(fù)周期根據(jù)具有等效角頻率的AC電網(wǎng)頻率實(shí)質(zhì)固定，因此，波形事件的經(jīng)過時間和相對位置可表示為頻域中的角度。在以下描述中，時間參考因此根據(jù)參考角iiref進(jìn)行定義，并且傳入裝置在如圖3所示定義為點(diǎn)火提前角β的時間點(diǎn)上接通。
[0084]應(yīng)用到傳入和傳出裝置的柵極驅(qū)動器的點(diǎn)火序列被示出為邏輯信號波形gin和gwt，其中邏輯電平定義為O =斷開并且I =接通。邏輯波形gin和g-并不指示柵極驅(qū)動器在傳入和傳出裝置的柵極端子與陰極端子間所施加的精確電壓，也不指示柵極驅(qū)動器對傳入和傳出裝置的柵極端子所施加的精確電流。仍將清楚，柵極驅(qū)動器對所述裝置的行為一定存在關(guān)鍵影響。模式(C)以及可選模式(d)要求傳出裝置接收在柵極換向時相對陰極而為負(fù)的柵極偏置，并且要求柵極驅(qū)動器應(yīng)能夠從所述裝置的柵極端子處提取電荷。更具體地，單位增益斷開模式是優(yōu)選的，并且這要求了陽極電流從陰極到柵極轉(zhuǎn)移(diversion)。因此，必須對柵極驅(qū)動器進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便能夠?qū)е略跂艠O換向時從柵極端子處提取的大于傳出裝置中陽極電流Iarat電平的柵極電流。如果這樣設(shè)計(jì)，則當(dāng)在模式(b)中運(yùn)行時，并且當(dāng)經(jīng)指示以在參考時間Pref上使關(guān)聯(lián)傳出裝置柵極換向時，柵極驅(qū)動器固有地防止傳出裝置的所謂‘正向恢復(fù)故障’。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，如果可用電路換向斷開時間tq短于裝置恢復(fù)時間，那么常規(guī)LCC中的傳出裝置將會經(jīng)受‘正向恢復(fù)故障’。然而，通過合適的柵極驅(qū)動器，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器中所用裝置能以可用電路換向斷開時間tq常規(guī)地運(yùn)行，所述可用電路換向斷開時間tq短于在施加開路柵極端子偏置時所適用的恢復(fù)時間。
[0085]裝置能可選地優(yōu)化，以便使‘接通’狀態(tài)電壓降最小化，只要與模式(b)和(C) 一致。
[0086]裝置能可選地優(yōu)化，以便使‘接通’狀態(tài)電壓降最小化，只要與模式(b)和(C)以及以下項(xiàng)中一個一致:(i)根據(jù)模式(d)的單個換向事件；以及(ii)根據(jù)模式(d)的、具有等于關(guān)聯(lián)電網(wǎng)基頻周期的重復(fù)間隔的、十次連續(xù)換向事件的最大值。
[0087]用于模式(a)的等效電路直接等同于常規(guī)線路換向轉(zhuǎn)換器(LCC)的等效電路并被包括作為其他模式可比較的參考。DC鏈路電流Idc在理想電流源中流動，所述理想電流源的第一端子連接到兩個理想的相電壓上。每個相電壓源具有對應(yīng)串聯(lián)連接的相位換向電抗和逆向阻斷功率半導(dǎo)體裝置(GT0或GCT)。每個裝置的陽極都連接到對應(yīng)換向電抗，并且所述裝置的陰極連接在一起并連接到理想電流源的第二端子。AC線路電壓極性(即，兩個AC相電壓之間的差)是使得傳入裝置在其通過柵極控制而‘接通’時將攜載陽極電流Iain。
[0088]現(xiàn)在參照用于模式(a)的對應(yīng)波形，傳入裝置在相對于參考角Pref的點(diǎn)火提前角β上通過柵極控制‘接通’，如由針對其關(guān)聯(lián)柵極驅(qū)動器的gin的O至I轉(zhuǎn)變(即柵極驅(qū)動器被設(shè)定成‘接通’狀態(tài))示出，從而發(fā)起換向事件。應(yīng)易于了解，本說明書所述換向過程實(shí)際上是根據(jù)合適控制過程的此類換向事件的序列。傳入裝置攜載的陽極電流Iain將以某個速率增加，所述速率通過相電壓的瞬時總和除以相位換向電抗總和進(jìn)行設(shè)定，前提是考慮到這些電抗的互感分量和泄漏分量。傳出裝置中的陽極電流Iarat對應(yīng)地以某個速率減小，所述速率與傳入裝置中的陽極電流Iain的速率相等并且相反。在換向重疊角μ所定義的時間間隔中，陽極電流Iain上升到DC鏈路電流Idc的值，同時陽極電流Iarat下降到零。在換向重疊角μ后，陽極-陰極電壓Vak在標(biāo)記為tq的可用電路換向斷開時間所定義的時間間隔中作為傳出裝置上的逆向偏置電壓出現(xiàn)。
[0089]由于傳入裝置現(xiàn)在處于‘接通’狀態(tài)并且攜載等于DC鏈路電流Idc的陽極電流Iain，因此，傳出裝置的陽極-陰極電壓Vak通常等于AC線路電壓，但因傳出裝置的di/dt逆向恢復(fù)與換向電路的阻尼因數(shù)對換向電抗上形成的電壓的組合行動而經(jīng)受負(fù)向瞬時過沖。根據(jù)最佳實(shí)施，換向電路的阻尼因數(shù)將受到切換輔助網(wǎng)絡(luò)(緩沖電路)存在影響，所述切換輔助網(wǎng)絡(luò)不變地與規(guī)定類型的逆向阻斷功率半導(dǎo)體裝置并聯(lián)連接?？捎秒娐窊Q向斷開時間tq結(jié)束于陽極-陰極電壓Vak逆向時的時間點(diǎn)，并且在此時間點(diǎn)上，設(shè)定參考角i3ref。在參考角Pref上，傳出裝置的柵極驅(qū)動器被設(shè)定為“斷開”狀態(tài)，如由gwt中的I至O轉(zhuǎn)變示出，并且柵極斷開電流被施加到傳出裝置。這對傳出裝置影響很小，因?yàn)槠潢枠O-陰極電壓Vak已經(jīng)在可用電路換向斷開時間tq持續(xù)時間內(nèi)逆向偏置。可看出，tq = β_μ，而且假如可用電路換向斷開時間tq大于傳出裝置恢復(fù)時間，那么傳出裝置將可靠地繼續(xù)阻斷并且承受所施加的陽極-陰極電壓Vak。
[0090]用于模式(b)的等效電路與用于模式(a)的等效電路相同。用于模式(b)的波形類似于用于模式(a)的波形，并且唯一變化在于，可用電路換向斷開時間tq接近于零。減少點(diǎn)火提前角β對換向di/dt和μ的影響擴(kuò)大，并且為了清楚起見，可用電路換向斷開時間tq以非零小值示出。當(dāng)接近模式(b)的極限情況(當(dāng)tq = O, β = μ )時，因相電壓源的正弦性質(zhì)而造成的、換向di/dt的逐漸減少導(dǎo)致傳出裝置逆向恢復(fù)電流最小，由此，經(jīng)受小的陽極-陰極電壓Vak瞬變，并且對應(yīng)斷開切換損耗是可忽略的。隨著點(diǎn)火提前角β朝著其中傳出裝置的逆向恢復(fù)電流受到抑制并且AC線路電流的功率因數(shù)隨后由等于μ t/2的相移角的余弦來近似定義的極限情況而減少，電壓瞬變幅度以及對應(yīng)斷開切換損耗減少并且功率因數(shù)增加。在參考角Pref上，傳出裝置的柵極驅(qū)動器被設(shè)定為“斷開”狀態(tài)，如由gout中的I至O轉(zhuǎn)變示出，并且柵極斷開電流被施加到傳出裝置。這對傳出裝置影響顯著，因?yàn)槠潢枠O-陰極電壓Vak已經(jīng)在可用電路換向斷開時間tq內(nèi)逆向偏置，所述可用電路換向斷開時間tq短于傳出裝置恢復(fù)時間。在這些情況下，傳出裝置包含大量存儲電荷，如果不是施加?xùn)艠O斷開電流所帶來的有益影響，所述存儲電荷將使所述傳出裝置不能夠阻斷以參考角Pref施加的正向偏置陽極-陰極電壓Vak。在100%功率流從左至右流動狀況中應(yīng)用到逆變橋的圖4描繪的示例變量針對的是tq = 0.63，并且出于所有實(shí)用目的，這與tq=O的模式(b)極限狀況實(shí)際相等。
[0091]轉(zhuǎn)換器的點(diǎn)火提前角β相對于常規(guī)LCC的極限情況顯著減小，常規(guī)LCC的可用電路換向斷開時 間tq = β-μ通常必須大于約1.5ms以便實(shí)現(xiàn)安全換向。用于模式(b)的極限情況是其中tq = O,或者其中點(diǎn)火提前角β具有β = μ的極限情況。這意味著,轉(zhuǎn)換器能在比常規(guī)LCC更大的功率因數(shù)下連續(xù)運(yùn)行，并且可采用更小的功率因數(shù)校正系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換器還產(chǎn)生減小的諧波強(qiáng)制電壓，因此，需要更小的AC側(cè)和DC側(cè)諧波濾波器。裝置中的切換損耗得到減少。在定義這些益處時，必須要認(rèn)識到，當(dāng)接近模式(b)的極限情況時，點(diǎn)火提前角β的減小導(dǎo)致?lián)Q向重疊角μ增加，并且通常重要的是，換向電感上限不大于實(shí)際必需值。
[0092]用于模式(C)的等效電路包括與傳出裝置并聯(lián)的串聯(lián)RC型緩沖電路。在實(shí)施中，可能期望，合適緩沖電路將與每個裝置(或與反并聯(lián)地連接的成對裝置)并聯(lián)設(shè)置，并且它們對在模式(C)和(d)中發(fā)生柵極換向后產(chǎn)生的陽極-陰極電壓Vak瞬變具有影響。
[0093]對應(yīng)波形示出模式(C)，在模式(C)中，已通過以點(diǎn)火提前角β ‘接通’傳入裝置來發(fā)起(即，用于傳入裝置的柵極驅(qū)動器被設(shè)定成‘接通’狀態(tài)，如由gin的O至I轉(zhuǎn)變示出)與自然換向模式(a)或(b)等效的狀況，并且以參考角Pref發(fā)起(B卩，用于傳出裝置的柵極驅(qū)動器被設(shè)定為‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，如由gwt的I至O轉(zhuǎn)變示出)傳出裝置的柵極換向。在點(diǎn)火提前角β周期期間，波形類似于針對模式(a)和(b)所示波形，即，由傳入裝置攜載的陽極電流Iain將會增加,而傳出裝置中的陽極電流Iatjut將會對應(yīng)減少。換向重疊角μ和可用電路換向斷開時間tq不與模式(C)直接相關(guān)。點(diǎn)火提前角β通常經(jīng)過選擇，以便當(dāng)發(fā)起柵極換向時，傳出裝置中的陽極電流Iawt在可接受的極限內(nèi)。傳出裝置中的陽極電流Iawt柵極換向?qū)е玛枠O-陰極電壓Vak中的正向瞬變，所述陽極-陰極電壓Vak的幅度由相應(yīng)緩沖電路的分量值、換向電抗的值、緊接?xùn)艠O換向前的陽極電流Iatjut的值以及相位開路電壓確定。在柵極換向過程期間或緊接其后的陽極-陰極電壓Vak幅度對傳出裝置的斷開切換損耗幅度具有直接影響。由于換向電抗幅度固定，并且針對‘接通’和‘?dāng)嚅_’裝置的點(diǎn)火命令定時做出選擇，因此，緩沖電路在限定陽極-陰極電壓Vak中的瞬變過程中的關(guān)鍵作用是明顯的。使用對點(diǎn)火提前角β的相控作為控制CSC的DC與AC端子電壓之間比率的手段，并且因此這種控制對裝置的斷開狀況具有影響。由于本發(fā)明的所述目標(biāo)要求換向過程產(chǎn)生低的功率損耗以便使效率最大化，因此，通常優(yōu)選的是，對換向過程定時和緩沖電路設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并且使得在對點(diǎn)火提前角β和柵極換向的時間點(diǎn)兩者的定時選擇上存在一定程度的靈活性。因此，只要適當(dāng)設(shè)計(jì)緩沖電路，圖3描繪的狀況就可更改，以便減小點(diǎn)火提前角β并且在參考角Pref后發(fā)起對傳出裝置的柵極斷開。當(dāng)在參考角Pref后發(fā)起對傳出裝置的柵極斷開時，在傳入和傳出裝置中的di/dt極性因相電壓源的正弦性質(zhì)而在參考角β ref上逆向，并且此后逐漸增加，從而導(dǎo)致傳出裝置中的陽極電流Iawt對應(yīng)增加，直到在柵極換向的時間點(diǎn)上中斷。在模式(c)中，CSC的點(diǎn)火提前角β相對用于模式(b)的極限情況顯著減小，并且可用電路換向斷開時間tq可認(rèn)為是負(fù)的。這意味著，CSC能在比常規(guī)LCC更大的功率因數(shù)下連續(xù)運(yùn)行，并且可采用更小功率因數(shù)校正系統(tǒng)。
[0094]用于模式⑷的等效電路包括與傳出裝置并聯(lián)的非線性電阻式電涌放電器。由于傳入裝置并未接通，因此已經(jīng)將其省略。通過傳出裝置而柵極換向的陽極電流幅度在模式
(d)中尤其高，并且非線性電阻式電涌放電器對以高值陽極電流進(jìn)行柵極換向后產(chǎn)生的陽極-陰極電壓Vak中的瞬變具有影響。當(dāng)電涌放電器僅包括非線性電阻元件時，這些對模式(a)、(b)或(C)影響很小或無影響。當(dāng)電涌放電器包括線性電阻和電容式元件時，這些對模式(a)、(b)和(C)具有大體有益影響，因?yàn)樗鼍€性電阻和電容式元件可增加阻尼因數(shù)并且減少換向所引起的陽極-陰極電壓Vak中的瞬變峰值幅度，從而減少功率半導(dǎo)體切換裝置中的切換損耗。然而，如此一來，就會引起耗散。
[0095]對應(yīng)波形示出可選保護(hù)模式(d)，在可選保護(hù)模式(d)中，傳出裝置通過柵極換向而‘?dāng)嚅_’(即，用于傳出裝置的柵極驅(qū)動器被設(shè)定成‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，如由^ut的I至O轉(zhuǎn)變示出)，而不具有與模式(a)至(C)的自然換向過程等效的先前發(fā)起狀況。傳入裝置在點(diǎn)火提前角β上未‘接通’(即，用于傳入裝置的柵極驅(qū)動器保持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，如由保持在O的gin示出)，并且傳出裝置‘?dāng)嚅_’，而無需其陽極電流Iawt在以參考角β ref或任何其他所要求的角進(jìn)行柵極換向之前從DC鏈路電流初始電平開始減小。同時通常優(yōu)選的是，在參考角β ref上實(shí)現(xiàn)柵極換向，因?yàn)榇藭rAC線路電壓的瞬時值為零，并且因?yàn)檫@有益于減少因緩沖電路和線性RC電涌放電器(在使用時)在這種狀況下阻尼瞬變電壓的有效性增加而造成的陽極-陰極電壓Vak中的正向瞬變，柵極換向也能可選地在任何所要求的時間上實(shí)現(xiàn)。例如，如果導(dǎo)致DC鏈路電流Idc快速增加超過其額定電平的低阻抗AC電網(wǎng)故障發(fā)生，那么將會優(yōu)選的是，在DC鏈路電流Idc達(dá)到最大設(shè)計(jì)保護(hù)電平的時間點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)柵極換向。由于 在具有的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于DC鏈路電流Idc的陽極電流Iawt柵極換向的基礎(chǔ)上優(yōu)選優(yōu)化傳出裝置中的緩沖電路，因此，陽極-陰極電壓Vak中的正向瞬變通常大于在傳出裝置‘?dāng)嚅_’時能夠單獨(dú)由緩沖電路安全緩和(moderate)的正向瞬變。因此，連接到CSC的AC端子的AC線路通常從上文提及的非線性電涌放電器和可選線性電阻電容式電涌放電器的電壓限制行為受益。盡管可選線性電阻電容式電涌放電器具有與傳出裝置中的緩沖電路類似的行為，并且如上所述大體是有益的，但其在限制峰值電壓上不如非線性電涌放電器那樣有效，尤其是在DC鏈路電流Idc增加至故障電平情況下。當(dāng)傳出裝置‘?dāng)嚅_’時，其陽極電流Iarat轉(zhuǎn)移到非線性電涌放電器中，并且陽極-陰極電壓Vak中的瞬變具有截平頂部，它的峰值幅度由非線性電涌放電器的轉(zhuǎn)折(breakover)電壓和斜率電阻設(shè)定。前述緩沖電路和可選線性電阻電容式電涌放電器在限制陽極-陰極電壓Vak中的瞬變的增加速率和減少速率方面仍然有效。陽極-陰極電壓Vak在瞬變后保持在低值，因?yàn)锳C線路電壓在短路故障狀況下較低。模式(d)是保護(hù)模式，并且不意圖以持續(xù)方式或在正常AC線路電壓狀況下采用。如波形中所示，傳入裝置未‘接通’，并且必須預(yù)防存儲在DC鏈路電抗器中的能量導(dǎo)致陽極-陰極電壓Vak中的另外電壓瞬變分量。預(yù)防手段可由晶閘管箝位電路提供，所述晶閘管箝位電路導(dǎo)致DC鏈路電流Idc轉(zhuǎn)移到箝位電路中并且使此電流Iclamp在包括DC鏈路電抗器和箝位電路的環(huán)路中循環(huán)。等效電路中的理想電流源Idc表示DC鏈路電抗，并且Vdc是表示DC鏈路的開路電壓的理想電壓源。DC鏈路將會結(jié)合雜散(stray)電感，并且通過跨接在Vdc上的DC線路電涌放電器來防止這種情況導(dǎo)致陽極-陰極電壓Vak中的進(jìn)一步的另外電壓瞬變分量?？蛇x地是，可允許CSC繼續(xù)在某個時間段內(nèi)(通常150ms)重復(fù)換向，直到故障由HVAC斷路器中斷。如果采用這種可選保護(hù)策略，那么‘接通’傳入裝置，緊接其后‘?dāng)嚅_’傳出裝置，從而導(dǎo)致傳出裝置中的陽極電流Iawt轉(zhuǎn)移到傳入裝置中，而非轉(zhuǎn)移到晶閘管鉗位電路中，AC線路電涌放電器在任何情況下都保持有效。陽極-陰極電壓Vak中的瞬變具有截平頂部，它的峰值幅度由AC線路電涌放電器的轉(zhuǎn)折電壓和斜率電阻設(shè)定?？蛇x保護(hù)策略的波形與優(yōu)選保護(hù)策略波形類似，因而并未示出；唯一差別在于，傳入裝置中的陽極電流波形與其所替代的Iclamp波形近似相同。必須將晶閘管電壓箝位電路保留，以便限制因HVAC斷路器最終中斷AC線路電流造成的DC電壓瞬變。
[0096]現(xiàn)在參照圖4進(jìn)一步說明用于高度非對稱的雙向功率流的整流和逆變模式的運(yùn)行，圖4示出帶有反并聯(lián)地連接的第一裝置24 (例如，GTO或GCT)和第二裝置26 (例如，晶閘管)的 CSC2a、2b。
[0097]上方的示意圖通過與100%功率流從左至右(例如，從CSC2a至CSC2b)流動相關(guān)的示例變量進(jìn)行注釋，而下方的示意圖通過與1%功率流從右至左(例如，從CSC2b至CSC2a)流動相關(guān)的示例變量進(jìn)行注釋。在點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路的實(shí)施實(shí)例中，CSC2a則可從多個海上風(fēng)力渦輪機(jī)接收功率，其中功率沿著HVDC傳輸鏈路4被供應(yīng)給連接到CSC2b的AC電網(wǎng)或電力網(wǎng)絡(luò)。HVDC傳輸鏈路4將會通過從左至右的功率流正常運(yùn)行。然而，在一些環(huán)境中，可能將小量功率(例如，在正常運(yùn)行狀況期間典型功率流的1% )提供給風(fēng)力渦輪機(jī)，以使功率流的方向是從右至左的。始終正如點(diǎn)到點(diǎn)式HVDC傳輸鏈路情況那樣，HVDC傳輸鏈路電壓可在與維持所要求功率流的要求一致的任何所期望的電平上運(yùn)行，同時相應(yīng)HVAC電網(wǎng)電壓維持在指定極限內(nèi)。不尋常地，本發(fā)明的CSC可在不借助于HVDC傳輸鏈路電壓逆向的情況下實(shí)現(xiàn)所要求的可逆功率流。不可避免的是，HVDC傳輸鏈路的導(dǎo)體或電纜經(jīng)受與HVDC傳輸鏈路電流成比例的電阻壓降變化，并且盡管在使功率流逆向時示例HVDC傳輸鏈路電壓經(jīng)受小的變化，但是HVDC傳輸鏈路電壓實(shí)質(zhì)恒定。因此，示例HVDC傳輸鏈路電流與功率流近似成比例并具有與功率流極性對應(yīng)的極性。
[0098]在圖4的上方示意圖和下方示意圖兩者中，左側(cè)HVAC電網(wǎng)電壓已設(shè)定為任意290kV，并且右側(cè)HVAC電網(wǎng)電壓已設(shè)定為任意266kV。
[0099]在圖4的上方示意圖中，CSC2a在整流模式下運(yùn)行，其中第二裝置26受到相控，并且第一裝置24經(jīng)連續(xù)柵控而處于‘?dāng)嚅_’狀態(tài)。晶閘管點(diǎn)火延遲角α為7。，并且換向重疊角Y為22.2°。運(yùn)行CSC2a進(jìn)行任何進(jìn)一步的向前調(diào)相將是不實(shí)際的,并且換向重疊角通過完全負(fù)載電流與轉(zhuǎn)換器變壓器電抗的存在度(presence)而進(jìn)行確定,在此實(shí)例中,所述存在度是12%。因此，CSC2a以最佳可能功率因數(shù)運(yùn)行。在一些情況中，通過其他設(shè)備施加小的超前功率因數(shù)校正可能是有利的。
[0100]CSC2b在自然換向逆變模式(b)中通過零點(diǎn)斷開(ZTO)在相控下運(yùn)行第一裝置24。第二裝置26受到脈沖抑制，即，它們并不接收柵極驅(qū)動電流，使其保持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)。點(diǎn)火提前角β為28.36°，并且換向重疊角μ為28.34°。運(yùn)行CSC2b進(jìn)行任何進(jìn)一步的向后調(diào)相將是不實(shí)際的，并且換向重疊角通過完全負(fù)載電流與轉(zhuǎn)換器變壓器電抗的存在度進(jìn)行確定，在此實(shí)例中，所述存在度是12%。因此，CSC2b以最佳可能功率因數(shù)運(yùn)行。在一些情況中，通過其他設(shè)備施加小的超前功率因數(shù)校正可能是有利的。CSC2b以0.63 μ s的可用電路換向斷開時間tq運(yùn)行，所述可用電路換向斷開時間tq實(shí)質(zhì)等于ZTO極限情況狀況。
[0101]在圖4的下方示意圖中，CSC2b在整流模式下運(yùn)行，其中第二裝置26受到相控，并且第一裝置24經(jīng)連續(xù)柵控而處于‘?dāng)嚅_’狀態(tài)。晶閘管點(diǎn)火延遲角α為10。，并且換向重疊角Y可忽略。運(yùn)行CSC2b進(jìn)行任何進(jìn)一步的向前調(diào)相將是不實(shí)際的。因此，CSC2b以最佳可能功率因數(shù)運(yùn)行。由于從AC電網(wǎng)汲取的滯后MVAR在這種高功率因數(shù)和低功率下是極小的，因此并未從功率因數(shù)校正中獲得顯著益處。
[0102]CSC2a在自然換向逆變模式(b)中以實(shí)質(zhì)短于施加開路柵極端子偏置時適用的恢復(fù)時間的可用電路換向斷開時間 tq在相控下運(yùn)行第一裝置24，并且因此，得以利用第一裝置24的ZTO能力。第二裝置26受到脈沖抑制，即，它們并不接收柵極驅(qū)動電流，使其保持處于‘?dāng)嚅_’狀態(tài)。點(diǎn)火提前角β為27°，并且換向重疊角μ可忽略。運(yùn)行CSC2a進(jìn)行任何進(jìn)一步的向后調(diào)相將是不實(shí)際的，因?yàn)樽髠?cè)HVAC電網(wǎng)電壓將從上述任意確定的290kV電平偏離。因此，CSC2a以最佳可能功率因數(shù)運(yùn)行。在一些情況中，通過其他設(shè)備施加小的超前功率因數(shù)校正可能是有利的。CSC2a以1243μ s的可用電路換向斷開時間tq運(yùn)行，所述可用電路換向斷開時間tq顯著超過ZTO極限情況狀況，但是短于使用常規(guī)晶閘管的自然換向所要求的標(biāo)稱1500 μ S。
[0103]圖4的示例狀況包括電流額定值中的高度不對稱性，并且采用CSC2a中帶有相對小的電流額定值的第一裝置24以及CSC2b中帶有相對小的電流額定值的第二裝置26將會是可能的。將會在本發(fā)明范圍內(nèi)的是，只要相應(yīng)調(diào)整額定工作HVAC電網(wǎng)電壓，即可針對從左至右的功率流方向根據(jù)模式(c)(即組合的自然換向與柵極換向逆變模式)以點(diǎn)火提前角β的減小值運(yùn)行CSC2b的第一裝置24。當(dāng)在模式(c)所限定的環(huán)境下運(yùn)行時，CSC2b將以增加的功率因數(shù)運(yùn)行，但是實(shí)現(xiàn)這種情況的代價將會是增加的緩沖電路部件額定值和第一裝置24中的斷開切換功率損耗。
[0104]盡管可能出現(xiàn)，增加的功率因數(shù)所帶來的益處將經(jīng)受對增加的緩沖電路部件成本與降低的轉(zhuǎn)換器效率的簡單平衡，但必須認(rèn)識到，改進(jìn)功率因數(shù)的影響也對CSC的電壓電流乘積具有直接影響。換句話說，針對給定HVAC線路電流和電壓額定值實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)換器功率額定值實(shí)際與功率因數(shù)成比例。這意味著，使用模式(c)既可具有成本效益，也可在運(yùn)行靈活性方面有益。
[0105]圖5示出圖1和4所示6脈沖CSC2a的示意圖。橋14a包括三個AC端子16a、16b、16c以及第一 DC端子18a和第二 DC端子18b。AC端子16a、16b、16c借助轉(zhuǎn)換器變壓器6a連接到HVAC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)。
[0106]非線性電涌放電器30連接到AC線路。
[0107]DC端子18a、18b借助HVDC鏈路電抗器12a連接到HVDC傳輸鏈路4的相應(yīng)導(dǎo)體或電纜。晶閘管鉗位電路32與HVDC鏈路電抗器12a并聯(lián)，這參見以上對模式(d)的詳細(xì)描述。電涌放電器72可跨接在HVDC傳輸鏈路4上，以便防止HVDC傳輸鏈路中的雜散電感導(dǎo)致陽極-陰極電壓Vak中的另外電壓瞬變分量。
[0108]轉(zhuǎn)換器變壓器6a包括連接到三相HVAC電網(wǎng)的電網(wǎng)側(cè)繞組34以及轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組36，這兩者在細(xì)節(jié)圖中更清楚地示出。轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組36實(shí)際上是星形繞組，其公共耦合點(diǎn)已斷開連接，從而提供連接到三相串聯(lián)模式電壓源有源濾波器(AF)Sa的三個端子。串聯(lián)模式有源濾波器8a可為任何方便類型，例如，兩電平式、三電平式或者多電平式電壓源逆變器。當(dāng)串聯(lián)模式有源濾波器8a經(jīng)控制以產(chǎn)生三相零態(tài)(B卩，所有線路電壓被設(shè)定為零的狀態(tài))時，轉(zhuǎn)換器變壓器6a的轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組與實(shí)際表現(xiàn)為星點(diǎn)的串聯(lián)模式有源濾波器實(shí)際星形連接。當(dāng)CSC2a在模式(a)到(C)任何一種模式中運(yùn)行并且串聯(lián)模式有源濾波器6a經(jīng)控制以實(shí)際表現(xiàn)為星點(diǎn)時，CSC2a的AC端子接收AC電壓，所述AC電壓與相應(yīng)DC端子電壓并與適于常規(guī)LCC的HVAC電網(wǎng) 電壓具有相同諧波關(guān)系。在這些狀況下，DC端子18a、18b之間電壓包括主要DC分量，其上疊加了階數(shù)np*Fg諧波分量的頻譜，頻譜幅度隨著諧波階數(shù)增加而減小，其中P是脈沖數(shù)量(在此實(shí)例中是六個)，η = 1,2,3...°ο，并且Fg是HVAC電網(wǎng)基頻。這些未濾波的電壓諧波不是所期望的，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致諧波電流分量的對應(yīng)頻譜在HVDC傳輸鏈路4中流動，并且它們可通過使用DC鏈路電抗器12a在與常規(guī)LCC類似的程度上受到抑制。HVDC傳輸鏈路電流的主要諧波分量是HVAC電網(wǎng)基頻6倍。由于CSC2a可設(shè)計(jì)成以比常規(guī)LCC更小的整流器點(diǎn)火延遲角α或逆變器點(diǎn)火提前角β運(yùn)行，因此，其HVDC傳輸鏈路電流紋波具有減小的幅度。電流紋波可通過增加HVDC傳輸鏈路電抗器的電感而減少，并且最低階的諧波分量可通過增加脈沖數(shù)目消除，例如，12脈沖串聯(lián)CSC(如在下文參照圖7所述)具有的DC電流紋波包括為12倍HVAC電網(wǎng)頻率和其倍數(shù)的分量，而24脈沖串聯(lián)CSC具有的DC電流紋波包括為24倍HVAC電網(wǎng)頻率和其倍數(shù)的分量。盡管存在使用增加的HVDC傳輸鏈路電抗器電感和轉(zhuǎn)換器脈沖數(shù)量的可能性，但是這種方法需要增加繞線部件成本和復(fù)雜性，并且可能優(yōu)選的是，通過有源手段來最小化這種電流紋波。這些有源手段可通過串聯(lián)模式有源濾波器6a提供。
[0109]串聯(lián)模式有源濾波器6a可用來將電壓疊加在AC線路電壓上，并且由此將DC紋波電壓有效疊加在CSC2a的DC端子18a、18b之間電壓上。有效疊加的DC紋波電壓可經(jīng)控制，以與串聯(lián)模式有源濾波器6a充當(dāng)變壓器星點(diǎn)時存在的潛在紋波DC電壓反相。圖5所示串聯(lián)模式有源濾波器6a僅有三個端子，并且因此，對CSC2a的三個相位中的對稱性要求將有源濾波器限制成平均而言沒有凈功率流流入或流出有源濾波器轉(zhuǎn)換器，其中排除提供有源濾波器轉(zhuǎn)換器的功率損耗所要求的略小差別。在其最基本的形式中，特定串聯(lián)模式有源濾波器的優(yōu)選功能在于抵制潛在DC紋波電壓中的每個正向峰值，并且這樣一來，在CSC2a作為整流器運(yùn)行的情況中，有源濾波器是從HVAC電網(wǎng)接收功率的。由此可見，串聯(lián)模式有源濾波器必須通過抵制潛在DC紋波電壓中的每個負(fù)向峰值來將功率輸出到HVDC輸出端中，以滿足對流入有源濾波器中的零凈平均功率流(zero net average power flow)的上述要求。在其最基本的形式中，串聯(lián)模式有源濾波器可針對每個潛在紋波DC電壓周期(HVAC電網(wǎng)基頻周期的1/6)將電壓的一個正向矩形脈沖和一個負(fù)向矩形脈沖疊加在CSC2a的DC端子18a、18b之間電壓上。串聯(lián)模式有源濾波器6a能可選地疊加經(jīng)濾波或未濾波的脈寬調(diào)制或階梯或者其他多電平的電壓波形，以便更全面并更精確地抵消掉DC電壓紋波對DC電流紋波的影響。在給定所允許的DC紋波電流含量時，使用串聯(lián)模式有源濾波器6a允許DC鏈路電抗器12a的電感、尺寸和成本減少，并且另外，存儲在DC鏈路電抗器中的能量在過電流故障期間可最小化。
[0110]如圖1和5所示，可包括并聯(lián)模式有源濾波器/補(bǔ)償器10a，其與CSC2a并聯(lián)連接并且位于轉(zhuǎn)換器變壓器6a的電網(wǎng)側(cè)上。有源濾波器部件將會抑制基頻電流諧波從CSC2a到HVAC電網(wǎng)的注入，方法是將對應(yīng)電流諧波疊加到電網(wǎng)連接上，其在幅度上可與CSC中產(chǎn)生的那些類似但反相，并且存在于轉(zhuǎn)換器變壓器6a的電網(wǎng)側(cè)上。由有源濾波器補(bǔ)償?shù)闹C波數(shù)量h將取決于CSC的脈沖數(shù)量，但是大體能以h= (np±l)進(jìn)行描述，其中P是脈沖數(shù)量(6、12、18、24等等)，并且n = 1、2、3...y，其中y由電網(wǎng)諧波注入限制確定，所述電網(wǎng)諧波注入限制可特定于同HVAC電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的局部要求。在CSC2a到HVAC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)的耦合將會導(dǎo)致尤其高電平的諧波注入的實(shí)例中，包括可選經(jīng)切換的無源諧波濾波器以提供另外濾波并且減小有源濾波器的額定值要求可能是有益的。
[0111]有源濾波器可包括任何方便的三相有源濾波器實(shí)現(xiàn)方案，并且通常包括益處:在與HVAC電網(wǎng)的公共耦合點(diǎn)處進(jìn)行可控功率因數(shù)補(bǔ)償。補(bǔ)償器的控制可通過以下方式實(shí)現(xiàn):監(jiān)測電壓與在公共耦合點(diǎn)處注入到AC電網(wǎng)中的電流間的相移，以使所要求的無功功率電平可由補(bǔ)償器注入，從而實(shí)現(xiàn)所要求的功率因數(shù)。已注意到，與常規(guī)LCC相比時，CSC2a將會降低功率因數(shù)補(bǔ)償要求以有益于補(bǔ)償器定額(rating)要求。補(bǔ)償器定額要求可通過包括并聯(lián)連接到有源濾波器/補(bǔ)償器的功率因數(shù)校正電容器38而進(jìn)一步減少。這些電容器38可連續(xù)連接到HVAC電網(wǎng)，或可與合適切換機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接，以便能夠控制其被包括在內(nèi)和其累積無功功率補(bǔ)償。
[0112]接收自HVAC電網(wǎng)并提供到有源濾波器/補(bǔ)償器IOa的功率可使得平均來說實(shí)現(xiàn)平衡并且沒有凈功率供應(yīng)到CSC2a ;其中排除提供有源濾波器/補(bǔ)償器損耗所要求的略小差別。已經(jīng)確定的是，在一些實(shí)例中，對于CSC2a而言，可選有益的是:使得轉(zhuǎn)換器變壓器6a預(yù)先通電，在AC斷路器閉合前預(yù)先同步到HVAC電網(wǎng)，并且潛在地‘黑啟動’ ‘孤島’HVAC電網(wǎng)。在這個實(shí)例中，如果合適的能量源耦合到有源濾波器/補(bǔ)償器IOa的DC鏈路，那么CSC2a所要求的換向電壓可由所述有源濾波器/補(bǔ)償器提供。這可包括提供儲備功率的任何方便手段，包括通過備用發(fā)電或者通過包括帶有足夠存儲容量來在CSC2a實(shí)現(xiàn)方案特定實(shí)例所要求的持續(xù)時間內(nèi)供應(yīng)能量的能量存儲機(jī)構(gòu)進(jìn)行提供。
[0113]有源濾波器/補(bǔ)償器IOa可直接耦合到HVAC電網(wǎng)，或可選地通過隔離變壓器40耦合到HVAC電網(wǎng)，所述隔離變壓器40將在HVAC電網(wǎng)上的可能故障狀況期間對有源濾波器/補(bǔ)償器提供另外程度的保護(hù)，并且所述隔離變壓器40的升壓能力將會允許對有源濾波器/補(bǔ)償器進(jìn)行更方便的低電壓運(yùn)行。有源濾波器IOa可包括脈寬調(diào)制(PWM)濾波器，其功能是最小化有源濾波器切換頻率諧波到AC電網(wǎng)中的傳播。變壓器40和功率因數(shù)校正電容器38 (如果提供)可補(bǔ)充或者替代PWM濾波器。
[0114]圖6示出圖2所示6脈沖CSC2c的示意圖。CSC2c與CSC2a類似，但是橋14c僅僅包括第一裝置24 (例如，GTO或GCT)，并且當(dāng)?shù)谝?DC端子44a相對第二 DC端子44b為正時，所述CSC2c僅可作為逆變器運(yùn)行。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，如果DC端子44a與44b之間電壓逆向，那么僅包括第一裝置的根據(jù)本發(fā)明的CSC可選擇地作為整流器運(yùn)行，因?yàn)镚TO和GCT固有地能夠在提供有合適柵極驅(qū)動情況下表現(xiàn)得像晶閘管。橋14c包括三個AC端子42a、42b、42c。AC端子42a、42b、42c借助轉(zhuǎn)換器變壓器6c連接到HVAC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)。
[0115]非線性電涌放電器46連接到AC線路。
[0116]DC端子44a、44b借助HVDC鏈路電抗器12c連接到HVDC傳輸鏈路28的相應(yīng)導(dǎo)體或電纜。晶閘管鉗位電路48與HVDC鏈路電抗器12c并聯(lián)，這參見以上對模式(d)的詳細(xì)描述。電涌放電器72可跨接在HVDC傳輸鏈路28上，以便防止HVDC傳輸鏈路中的雜散電感導(dǎo)致陽極-陰極電壓Vak中的另外電壓瞬變分量。
[0117]轉(zhuǎn)換器變壓器6c包括連接到三相HVAC電網(wǎng)的電網(wǎng)側(cè)繞組以及轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組。轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組正如上文針對轉(zhuǎn)換器變壓器6a所描述，并連接到三相串聯(lián)模式電壓源有源濾波器(AF)8c。串聯(lián)模式有源濾波器8c以與上述串聯(lián)模式有源濾波器8a相同的方式運(yùn)行。
[0118]并聯(lián)模式有源濾波器/補(bǔ)償器IOc與CSC2c在轉(zhuǎn)換器變壓器6c的電網(wǎng)側(cè)上并聯(lián)連接。有源濾波器/補(bǔ)償器IOc以與上述有源濾波器/補(bǔ)償器IOa相同的方式運(yùn)行。補(bǔ)償器定額要求可通過包括并聯(lián)連接到有源濾波器/補(bǔ)償器的功率因數(shù)校正電容器50而來進(jìn)一步減少。有源濾波器/補(bǔ)償器IOc可直接耦合到HVAC電網(wǎng)，或可選地通過隔離變壓器52耦合到HVAC電網(wǎng)。有源濾波器/補(bǔ)償器IOc可包括PWM濾波器，其功能是最小化有源濾波器切換頻率諧波到HVAC電網(wǎng)中的傳播。變壓器52和功率因數(shù)校正電容器50(如果提供)可補(bǔ)充或者替代PWM濾波器。
[0119]圖7不出帶有第一橋54和第二橋56的12脈沖CSC2e的不意圖。第一橋54包括三個AC端子58a、58b、58c以及第一 DC端子60a和第二 DC端子60b。第二橋56包括三個AC端子62a、62b、62c以及第一 DC端子64a和第二 DC端子64b。第一橋54的AC端子58a、58b、58c和第二橋56的AC端子62a、62b、62c借助轉(zhuǎn)換器變壓器組件64連接到HVAC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)。第一橋54的第一 DC端子60a限定CSC2e的第一 DC端子并且借助HVDC鏈路電抗器68連接到HVDC傳輸鏈路66的導(dǎo)體或電纜。第二橋56的第二 DC端子64b限定CSC2e的第二 DC端子并且借助HVDC鏈路電抗器68連接到HVDC傳輸鏈路66的導(dǎo)體或電纜。一個晶閘管鉗位電路70與每個HVDC鏈路電抗器68并聯(lián)，這參見以上對模式(d)的詳細(xì)描述。
[0120]第一橋54的第二 DC端子60b和第二橋56的第一 DC端子64a連接在一起，并且借助接地電阻器84連接到地面。
[0121]電涌放電器72連接在第一橋54的第一 DC端子60a與第二 DC端子60b之間，并且電涌放電器72連接在第二橋56的第一 DC端子64a與第二 DC端子64b之間，以便防止HVDC傳輸鏈路中的雜散電感導(dǎo)致陽極-陰極電壓Vak中的另外電壓瞬變分量。如果CSC2e的保護(hù)策略使得在第一橋54和第二橋56兩者中同時達(dá)成模式(d)，那么單個電涌放電器就能代替兩個指定的電涌放電器72來可選地跨接在HVDC傳輸鏈路上。
[0122]每個轉(zhuǎn)換器臂包括反并聯(lián)地連接的第一裝置24(例如，GTO或GCT)和第二裝置26 (例如，晶閘管)。因此，CSC2e能夠同時作為整流器和逆變器來以通過HVDC傳輸鏈路66的雙向功率流運(yùn)行，而不需要電壓逆向。[0123]相移轉(zhuǎn)換器變壓器組件64被示出為兩個離散變壓器74a、74b。每個變壓器74a、74b包括連接到三相HVAC電網(wǎng)的電網(wǎng)側(cè)繞組以及轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組。第一變壓器74a具有星形連接的電網(wǎng)側(cè)繞組和星形連接的轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組，其公共耦合點(diǎn)已斷開連接，從而提供連接到第一三相串聯(lián)模式電壓源有源濾波器(AF) 76a的三個端子。第二變壓器74b具有三角形連接的電網(wǎng)側(cè)繞組和星形連接的轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組，其公共耦合點(diǎn)已斷開連接，從而提供連接到第二三相串聯(lián)模式電壓源有源濾波器76b的三個端子。相應(yīng)轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組相對于電網(wǎng)側(cè)公共耦合點(diǎn)具有相同的額定電壓幅度和阻抗，但如技術(shù)人員將了解，所述電壓經(jīng)受30°相對相移。第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b可為任何方便類型，例如，兩電平式、三電平式或者多電平式電壓源逆變器。當(dāng)?shù)谝淮?lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b經(jīng)控制以產(chǎn)生其相應(yīng)的三相零態(tài)(即，所有線路電壓被設(shè)定為零的狀態(tài))時，每個變壓器74a、74b的相應(yīng)轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組與實(shí)際表現(xiàn)為星點(diǎn)的串聯(lián)模式有源濾波器實(shí)際星形連接。當(dāng)CSC2e在模式(a)到(C)任何模式中運(yùn)行，并且第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b經(jīng)控制以實(shí)際表現(xiàn)為星點(diǎn)時，CSC2e的AC端子接收AC電壓，所述AC電壓與相應(yīng)DC端子電壓并與適于常規(guī)LCC的HVAC電網(wǎng)電壓具有相同諧波關(guān)系。在這些狀況下，CSC2e的第一和第二 d-端子之間電壓包括主要DC分量，其上疊加了階數(shù)np*Fg諧波分量的頻譜，頻譜幅度隨著諧波階數(shù)增加而減小，其中P是脈沖數(shù)量(在此實(shí)例中是十二個)，n = 1、2、3...c?，并且Fg是HVAC電網(wǎng)基頻。這些未濾波的電壓諧波不是所期望的，因?yàn)樗鼈儗?dǎo)致諧波電流分量的對應(yīng)頻譜在HVDC傳輸鏈路66中流動，并且它們可通過使用DC鏈路電抗器68在與常規(guī)LCC類似的程度上得到抑制。HVDC傳輸鏈路電流的主要諧波分量是HVAC電網(wǎng)基頻12倍。由于CSC2e可設(shè)計(jì)成以比常規(guī)LCC更小的整流器點(diǎn)火延遲角α或逆變器點(diǎn)火提前角β運(yùn)行，因此，其HVDC傳輸鏈路電流紋波具有減小的幅度。電流紋波可通過增加HVDC傳輸鏈路電抗器的電感而減少，并且最低階的諧波分量可通過增加脈沖數(shù)目消除，例如，24脈沖串聯(lián)CSC具有的DC電流紋波包括為24倍HVAC電網(wǎng)頻率和其倍數(shù)的分量。盡管存在使用增加的HVDC傳輸鏈路電抗器電感和轉(zhuǎn)換器脈沖數(shù)量的可能性，但是這種方法需要增加繞線部件成本和復(fù)雜性，并且可能優(yōu)選的是，通過有源手段來最小化這種電流紋波。這些有源手段可通過第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b提供。
[0124]可使用第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b來將電壓疊加在AC線路電壓上，并且由此將DC紋波電壓有效疊加在CSC2e的第一和第二 DC端子之間電壓上。有效疊加的DC紋波電壓可經(jīng)過控制，以與第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b充當(dāng)變壓器星點(diǎn)時存在的潛在紋波DC電壓反相。圖7所示串聯(lián)模式有源濾波器76a、76b各自僅有三個端子，并且因此對CSC2e的三個相位中的對稱性要求將每個有源濾波器限制成平均而言沒有凈功率流流入或流出有源濾波器轉(zhuǎn)換器，其中排除提供有源濾波器轉(zhuǎn)換器的功率損耗所要求的略小差別。在其最基本的形式中，特定串聯(lián)模式有源濾波器的優(yōu)選功能在于抵制相應(yīng)橋的潛在DC紋波電壓中的每個正向峰值，并且這樣一來，在CSC2e作為整流器運(yùn)行的情況中，特定有源濾波器是從HVAC電網(wǎng)接收功率的。由此可見，同一串聯(lián)模式有源濾波器必須通過抵制相應(yīng)橋的潛在DC紋波電壓中的每個負(fù)向峰值來將功率輸出到HVDC輸出端中，以滿足對流入有源濾波器的零凈平均功率流的上述要求。在其最基本的形式中，串聯(lián)模式有源濾波器可針對相應(yīng)橋的每個潛在紋波DC電壓周期(HVAC電網(wǎng)基頻周期的1/6)將電壓的一個正向矩形脈沖和一個負(fù)向矩形脈沖疊加在CSC2e的相應(yīng)橋的DC端子之間電壓上。串聯(lián)模式有源濾波器能可選地疊加經(jīng)濾波或未濾波的脈寬調(diào)制或階梯或者其他多電平的電壓波形，以便更全面并更精確地抵消掉DC電壓紋波對電流紋波的影響。在第一串聯(lián)模式有源濾波器76a和第二串聯(lián)模式有源濾波器76b內(nèi)形成的諧波校正電壓對稱交錯(interleaved)，方法是限定所述諧波校正電壓受益于施加到第一橋54和第二橋56的相控事件上的同樣30°電網(wǎng)基頻相移。在給定所允許的DC紋波電流含量時，使用串聯(lián)模式有源濾波器76a、76b允許DC鏈路電抗器68的電感、尺寸和成本減少，并且另外，存儲在DC鏈路電抗器中的能量在過電流故障期間可最小化。
[0125]非線性電涌放電器78a連接到第一橋54的AC線路，并且非線性電涌放電器78b連接到第二橋56的AC線路。
[0126]如圖7所示，可包括公共并聯(lián)模式有源濾波器/補(bǔ)償器78，其與CSC2e在轉(zhuǎn)換器變壓器組件64的電網(wǎng)側(cè)上并聯(lián)連接。有源濾波器部件將會抑制基頻諧波從CSC2e到HVAC電網(wǎng)的注入，方法是將匹配電流諧波疊加到電網(wǎng)連接上，其在幅度上可與CSC中產(chǎn)生的那些類似但反相，并且存在于轉(zhuǎn)換器變壓器組件64的電網(wǎng)側(cè)上。由有源濾波器補(bǔ)償?shù)闹C波數(shù)量h以CSC的脈沖數(shù)量為依據(jù),但是能以h = (12n±l)n = 1、2、3...y進(jìn)行描述,其中y由電網(wǎng)諧波注入限制確定，所述電網(wǎng)諧波注入限制可特定于同HVAC電網(wǎng)的連接點(diǎn)處的局部要求。在CSC2e到HVAC電網(wǎng)或配電網(wǎng)絡(luò)的耦合將會導(dǎo)致尤其高電平的諧波注入的實(shí)例中，包括可選經(jīng)切換的無源諧波濾波器以提供另外濾波并且減小有源濾波器的額定值要求可能是有益的。
[0127]有源濾波器可包括任何方便的三相有源濾波器實(shí)現(xiàn)方案，并且通常包括益處:在與HVAC電網(wǎng)的公共耦合點(diǎn)處進(jìn)行可控功率因數(shù)補(bǔ)償。補(bǔ)償器的控制可通過以下方式實(shí)現(xiàn):監(jiān)測電壓與在公共耦合點(diǎn)處注入的電流間的相移，以使所要求的無功功率電平可由補(bǔ)償器注入，從而實(shí)現(xiàn)所要求的功率因數(shù)。已注意到，與常規(guī)LCC相比時，CSC2e將會降低功率因數(shù)補(bǔ)償要求以有益于補(bǔ)償器定額要求。補(bǔ)償器定額要求可通過包括并聯(lián)連接到有源濾波器/補(bǔ)償器的功率因數(shù)校正電容器80而進(jìn)一步減少。這些電容器80可連續(xù)連接到HVAC電網(wǎng)，或可與合適切換機(jī)構(gòu)串聯(lián)連接，以便能夠控制被其包括在內(nèi)和其累積無功功率補(bǔ)償。
[0128]接收自HVAC電網(wǎng)并提供到有源濾波器/補(bǔ)償器78的功率可使得平均來說實(shí)現(xiàn)平衡并且沒有凈功率供應(yīng)到CSC2e ;其中排除提供有源濾波器/補(bǔ)償器損耗所要求的略小差別。已經(jīng)確定的是，在一些實(shí)例中，對于CSC2e而言，可選有益的是，使得轉(zhuǎn)換器變壓器組件64預(yù)先通電，在AC斷路器閉合前預(yù)先同步到HVAC電網(wǎng)，并且潛在地‘黑啟動’ ‘孤島’ HVAC電網(wǎng)。在這個實(shí)例中，如果合適的能量源耦合到有源濾波器/補(bǔ)償器78的DC鏈路，那么CSC2e所要求的換向電壓可由所述有源濾波器/補(bǔ)償器提供。這可包括提供儲備功率的任何方便手段，包括通過備用發(fā)電或者通過包括帶有足夠存儲容量來在CSC2e實(shí)現(xiàn)方案特定實(shí)例所要求的持續(xù)時間內(nèi)供應(yīng)能量的能量存儲機(jī)構(gòu)進(jìn)行提供。
[0129]有源濾波器/補(bǔ)償器78可直接耦合到HVAC電網(wǎng)，或可選地通過隔離變壓器82耦合到HVAC電網(wǎng)，所述隔離變壓器82將在HVAC電網(wǎng)上的可能故障狀況期間對有源濾波器/補(bǔ)償器提供另外程度的保護(hù)，并且所述隔離變壓器82的升壓能力將會允許有源濾波器/補(bǔ)償器進(jìn)行更方便的低電壓運(yùn)行。
[0130]有源濾波器/補(bǔ)償器78可包括PWM濾波器，其功能是最小化有源濾波器切換頻率諧波到AC電網(wǎng)中的傳播。變壓器82和功率因數(shù)校正電容器80 (如果提供)可補(bǔ)充或者替代PWM濾波器。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)換器(2a)，所述轉(zhuǎn)換器(2a)包括: 橋(14a),所述橋(14a)具有:用于一條或多條AC線路中每條的AC端子(16a至16c)；第一和第DC端子(18a、18b);連接在每個相應(yīng)AC端子(16a至16c)與所述第一 DC端子(18a)之間的轉(zhuǎn)換器臂；以及連接在每個相應(yīng)AC端子(16a至16c)與所述第二 DC端子(18b)之間的轉(zhuǎn)換器臂，每個轉(zhuǎn)換器臂包括能夠通過柵極控制而‘接通’和‘?dāng)嚅_’并具有恢復(fù)時間的第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)； 其中所述轉(zhuǎn)換器(2a)適于在以下逆變模式中的一個或多個下運(yùn)行: (a)自然換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下增加并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，并且所述可用電路換向斷開時間大于在施加開路柵極端子偏置時所適用的所述恢復(fù)時間， (b)自然換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下增加并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上通過柵極控制而斷開’，并且所述可用電路換向斷開時間短于施加開路柵極端子偏置時所適用的所述恢復(fù)時間，所述可用電路換向斷開時間可選地為零或者接近于零，以及 (C)組合的自然換 向和柵極換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置在參考時間前的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘接通’，以使所述傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下增加并且傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中陽極電流在確定速率下減少，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置在所述參考時間上或者在延遲超過所述參考時間的時間點(diǎn)上通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，并且所述可用電路換向斷開時間要比零小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步適于在以下模式下運(yùn)行: (d)柵極換向逆變模式，其中在每個換向事件期間，傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，而無需傳入第一功率半導(dǎo)體切換裝置通過柵極控制而‘接通’。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步適于在自然換向整流模式下運(yùn)行。
4.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其中所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)全部屬于同一類型，可選地是柵極斷開晶閘管(GTO)或者柵極換向斷開晶閘管(GCT)。
5.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其中每個轉(zhuǎn)換器臂進(jìn)一步包括能夠通過柵極控制而‘接通’的第二功率半導(dǎo)體切換裝置(26)，可選地是晶閘管，并且其中每個轉(zhuǎn)換器臂中的所述第一和第二半導(dǎo)體切換裝置(24、26)反并聯(lián)地連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器(2a)作為逆變器運(yùn)行時，所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置(26)未通過柵極控制而‘接通’。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器(2a)作為整流器運(yùn)行時，所述第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)通過柵極控制而維持在‘?dāng)嚅_’狀態(tài)，并且所述第二功率半導(dǎo)體切換裝置(26)在自然換向整流模式下運(yùn)行。
8.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步包括響應(yīng)于相控信號來控制DC端子電壓與AC端子電壓的比率的控制器。
9.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)換器(2a)適于在模式(C)下運(yùn)行時，在每個換向事件期間，當(dāng)所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置中所述陽極電流落到預(yù)定閾值以下時，所述傳出第一功率半導(dǎo)體切換裝置可通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’，所述預(yù)定閾值可選地是DC鏈路電流的某個比例。
10.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步包括連接在所述AC線路之間的至少一個電涌放電器(30)。
11.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步包括多個切換輔助網(wǎng)絡(luò)，每個切換輔助網(wǎng)絡(luò)與第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)并聯(lián)連接。
12.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)，其進(jìn)一步包括多個柵極驅(qū)動器，每個柵極驅(qū)動器適于從關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置(24)的柵極端子提取柵極電流以便通過柵極控制而‘?dāng)嚅_’所述關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置(24)，所提取的柵極電流在柵極換向時間上大于所述關(guān)聯(lián)傳出第一功率半導(dǎo)體裝置(24)中的陽極電流水平。
13.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2e)，其包括多個橋(54、56)，每個橋(54、56)具有:用于一條或多條AC線路中每條的AC端子(58a至58c、62a至62c);第一和第DC端子(60a、60b、64a、64b);連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第一 DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂；以及連接在每個相應(yīng)AC端子與所述第DC端子之間的轉(zhuǎn)換器臂，每個轉(zhuǎn)換器臂包括能夠通過柵極控制而‘接通’和‘?dāng)嚅_’并具有恢復(fù)時間的第一功率半導(dǎo)體切換裝置(24)，并且其中所述橋(54、56)的所述DC端子串聯(lián)互連。
14.一種設(shè)備，所述設(shè)備包括: 根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換器(2a)； AC電網(wǎng)；以及 DC鏈路(4)； 其中所述轉(zhuǎn)換器(2a)的所述AC線路連接到所述AC電網(wǎng)，并且所述轉(zhuǎn)換器(2a)的所述DC端子(18a、18b)連接至Ij DC鏈路(4)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述AC線路借助帶有轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組(36)和AC電網(wǎng)側(cè)繞組(34)的轉(zhuǎn)換器變壓器(6a)來連接到所述AC電網(wǎng)，所述轉(zhuǎn)換器側(cè)繞組(36)可選地在其低壓端通過有源濾波器(8a)互連。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括有源濾波器/補(bǔ)償器(IOa)，所述有源濾波器/補(bǔ)償器(IOa)連接到所述AC線路，可選地借助變壓器(40)來連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換器(2a)的所述DC端子(18a、18b)借助無源濾波器(12a)來連接到所述DC鏈路(4)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中箝位電路(32)并聯(lián)跨接在所述無源濾波器(12a)上。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括跨接在所述DC鏈路(4)上的至少一個電涌放電器(72)。
20.一種設(shè)備，所述設(shè)備包括:多個根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器具有并聯(lián)連接的第一 DC端子 和第DC端子。
【文檔編號】H02M7/797GK104022674SQ201410073358
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】A.D.克雷恩, W.M.布勒維特 申請人:通用電氣能源能量變換技術(shù)有限公司