變換器控制的改進(jìn)或與變換器控制有關(guān)的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】在高壓直流(HVDC)電力傳輸網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，一種控制變換器的方法，所述變換器包括對應(yīng)于變換器的相應(yīng)相的至少一個(gè)變換器臂(12A、12B、12C)，所述或每個(gè)變換器臂(12A、12B、12C)在第一DC端子與第二DC端子(14、16)之間延伸，并且包括由AC端子(18A、18B、18C)分隔開的第一臂部和第二臂部(12A+、12A?、12B+、12B?、12C+、12C?)，所述方法包括以下步驟：(a)為所述或每個(gè)變換器臂(12A、12B、12C)獲得對應(yīng)變換器臂(12A、12B、12C)需要跟蹤的相應(yīng)的AC相電流需求波形(IA、IB、IC)或所述或每個(gè)變換器臂(12A、12B、12C)還需要跟蹤的DC電流需求(be)；(b)為每個(gè)臂部(12A+、12A?、12B+、12B?、12C+、12C?)確定該臂部(12A+、12A?、12B+、12B?、12C+、12C?)必須貢獻(xiàn)以跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形(IA、IB、IC)和所需的DC電流需求(be)的臂部電流(IA+、IA?、IB+、IB?、IC+、IC?)；(c)為每個(gè)臂部(12A+、12A?、12B+、12B?、12C+、12C?)提供臂部電壓源(VA+、VA?、VB+、VB?、VC+、VC?)以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流(IA+、IA?、IB+、IB?、IC+、IC?)；以及(d)執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流(IA+、IA?、IB+、IB?、IC+)和/或提供最優(yōu)臂部電壓源(VA+、VA?、VB+、VB?、VC+、VC?)。
【專利說明】
變換器控制的改進(jìn)或與變換器控制有關(guān)的改進(jìn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種控制變換器的方法W及運(yùn)樣的變換器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高壓直流化VDC)電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中，交流(AC)電力通常被變換為直流(DC)電力， 用于經(jīng)由架空線和/或海底電纜進(jìn)行傳輸。運(yùn)種變換免除了對由電力傳輸介質(zhì)（即傳輸線或 電纜)造成的AC電容性載荷效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)男枰⑶覐亩档碗娋€和/或電纜的每公里成 本。當(dāng)需要長距離傳輸電力時(shí)，從AC到DC的變換因而變得有成本效益。
[0003] DC電力與AC電力之間的變換還用于需要互連DC和AC電網(wǎng)的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)。在任何 運(yùn)種電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中，在AC電力與DC電力之間的每個(gè)交界處需要變換器來產(chǎn)生所需的變 換:AC到DC或者DC到AC。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制變換器的方法，所述變換器包括對應(yīng)于 所述變換器的相應(yīng)相的至少一個(gè)變換器臂，所述或每個(gè)變換器臂在第一 DC端子與第二DC端 子之間延伸，并且包括由AC端子分隔開的第一臂部和第二臂部，所述方法包括W下步驟：
[0005] (a)為所述或每個(gè)變換器臂獲得對應(yīng)變換器臂需要跟蹤的相應(yīng)的AC相電流需求波 形W及所述或每個(gè)變換器臂還需要跟蹤的DC電流需求；
[0006] (b)為每個(gè)臂部確定該臂部必須貢獻(xiàn)W跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形和所需 的DC電流需求的臂部電流；
[0007] (C)為每個(gè)臂部提供臂部電壓源W實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流;W及
[000引（d)執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流和/或提供最優(yōu)臂部電壓源。
[0009] 執(zhí)行上述數(shù)學(xué)優(yōu)化步驟的一個(gè)或另一個(gè)，即從一組可能的替選值中選擇最佳單獨(dú) 臂部電流和/或最佳單獨(dú)臂部電壓源(相對于選定的標(biāo)準(zhǔn)），允許例如通過更高級別的控制 器彼此獨(dú)立地控制AC和DC電流需求。
[0010] 它還允許每個(gè)臂部的性能變化在變換器作為一個(gè)整體的操作中得到適應(yīng)。
[0011] 例如，在臂部電流的情況下，控制變換器的常規(guī)方法考慮各個(gè)臂部使其具有彼此 相等的性能特性，其結(jié)果是各個(gè)臂部始終被控制為每個(gè)提供相同、相等的電流貢獻(xiàn)，而無論 給定臂部的操作性能是否有任何變化。
[0012] 同時(shí)，相對于臂部電壓源，本發(fā)明的方法允許例如如果給定的臂部遭受降低其電 壓供給性能的損壞，則該臂部提供減小的臂部電壓源，而變換器繼續(xù)運(yùn)行。
[0013] 優(yōu)選地，執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化包括:創(chuàng)建表示通過所述變換器的電流流動和/或所述變換 器中的電壓條件的對應(yīng)一個(gè)的等效變換器配置。
[0014] W上述方式創(chuàng)建等效變換器配置強(qiáng)加該變換器可W被控制的方式的約束條件，并 且因此有助于執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定所述或每個(gè)最優(yōu)臂部電流和/或提供最優(yōu)臂部電壓源。
[0015] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，創(chuàng)建表示通過所述變換器的電流流動的等效變換器配 置包括:映射通過所述變換器的可能的電流流動路徑，并且創(chuàng)建表示所述變換器中的電壓 條件的等效變換器配置包括:為每個(gè)臂部映射所述臂部電壓源和感性分量。
[0016] 為每個(gè)臂部映射通過變換器的可能的電流流動路徑和/或映射臂部電壓源和感性 分量都有助于為給定變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（即給定變換器結(jié)構(gòu))定制控制方法。
[0017] 可選的，所述變換器包括多個(gè)變換器臂，并且執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化包括W下中的對應(yīng)一 個(gè):施加電流權(quán)重到由多個(gè)臂部所提供的相對電流貢獻(xiàn)和/或施加電壓權(quán)重到由每個(gè)臂部 電壓源提供的相對電壓貢獻(xiàn)。
[0018] 施加運(yùn)種權(quán)重允許每個(gè)臂部性能的變化在繼續(xù)優(yōu)化變換器作為一個(gè)整體操作的 同時(shí)得W適應(yīng)。
[0019] 所述方法的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括根據(jù)所述變換器的測量的操作參數(shù)來確定所 述或每個(gè)權(quán)重。
[0020] 用W上述方式確定權(quán)重允許所述方法考慮到可能影響變換器的健康運(yùn)行的環(huán)境 因素，并改變被確定的最優(yōu)臂部電流和/或所提供的最優(yōu)臂部電壓源，W便克服環(huán)境因素和 減輕對變換器的操作的相關(guān)聯(lián)的影響。運(yùn)樣的環(huán)境因素的例子包括一個(gè)臂部中的部件發(fā) 熱，或臂部受到部件損壞或故障使得其性能下降。
[0021] 優(yōu)選地，當(dāng)在特定操作條件下控制所述變換器時(shí)，施加權(quán)重包括施加不同的權(quán)重 到至少一個(gè)臂部，使得所述或每個(gè)被施加不同的權(quán)重的臂部提供與其它臂部不同的貢獻(xiàn)。
[0022] 運(yùn)樣的步驟允許所述方法區(qū)分一個(gè)臂部和另一個(gè)臂部，例如根據(jù)給定的臂部的性 能如何來進(jìn)行區(qū)分。
[0023] 在W下情況下運(yùn)是有用的，即當(dāng)期望降低由給定臂部貢獻(xiàn)的電流水平(例如運(yùn)是 因?yàn)榕c該臂部相關(guān)聯(lián)的冷卻運(yùn)行于較低容量)并且暫時(shí)提高由一個(gè)或多個(gè)其它臂部提供的 電流水平W便允許變換器繼續(xù)操作和提供高水平的電力變換時(shí)。
[0024] 運(yùn)也可W用來例如在故障或其它損壞降低給定臂部的性能的情況下，減少給定臂 部必須提供的臂部電壓，使得變換器仍然能夠繼續(xù)操作并提供高水平的電力變換。
[0025] 在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，為每個(gè)臂部執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓 源包括:減少給定臂部的實(shí)際測量的臂部電流與為該所述給定臂部對應(yīng)確定的臂部電流的 任何偏差。
[0026] 減少給定臂部的實(shí)際測量的臂部電流與為該所述給定臂部對應(yīng)確定的臂部電流 的任何偏差有利地將反饋引入所述變換器的控制，運(yùn)有助于確保所述變換器繼續(xù)W優(yōu)化方 式運(yùn)行。
[0027] 可選地，減少實(shí)際測量的臂部電流與對應(yīng)確定的臂部電流的任何偏差的步驟包 括:為對應(yīng)臂部計(jì)算感性電壓部。
[0028] 計(jì)算對應(yīng)臂部的感性電壓部減少所述變換器中未知電壓條件的數(shù)量，并且因此有 助于執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓源。
[0029] 本發(fā)明的方法可W進(jìn)一步包括:修改所計(jì)算的感性電壓部W驅(qū)使所述實(shí)際測量的 臂部電流跟隨所述對應(yīng)確定的臂部電流。
[0030] 運(yùn)樣的步驟提供使得實(shí)際測量的臂部電流有利地跟蹤對應(yīng)確定的臂部電流的方 便的手段，并且因此有助于維持變換器的最優(yōu)性能。
[0031] 優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定對應(yīng)臂部必須貢獻(xiàn)W跟蹤對應(yīng) 所需的AC相電流需求波形和所需的DC電流需求的一個(gè)或多個(gè)最小單獨(dú)臂部電流，和/或提 供最小單獨(dú)臂部電壓源W實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流。
[0032] 確定一個(gè)或多個(gè)最小單獨(dú)臂部電流減小了每個(gè)臂部中的傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗，運(yùn) 是因?yàn)橥ǔ＿\(yùn)些損耗是與電流的平方(即I2)成正比的。
[0033] 同時(shí)，為每個(gè)臂部確定最小單獨(dú)臂部電壓源有助于減少變換器引起的擾亂的程度 并且因此進(jìn)一步有助于維持其最優(yōu)運(yùn)行。
[0034] 在控制變換器的一個(gè)優(yōu)選的方法中，包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化僅為確定一個(gè)或多個(gè)最 優(yōu)臂部電流，為每個(gè)臂部提供臂部電壓源W實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流可W包括:應(yīng)用控制 算法W通過每個(gè)對應(yīng)確定的臂部電流直接建立最優(yōu)臂部電壓源。
[0035] 運(yùn)種直接建立最優(yōu)臂部電壓源減少與控制變換器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算工作量和開銷，并 且也有助于在控制器不確定性和建模誤差方面提高本發(fā)明的方法的穩(wěn)健性。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種變換器，包括對應(yīng)于所述變換器的相應(yīng)相 的至少一個(gè)變換器臂，所述或每個(gè)變換器臂在第一DC端子與第二DC端子之間延伸，并且包 括由AC端子分隔開的第一臂部和第二臂部，所述變換器還包括控制器，所述控制器被配置 為：
[0037] (a)為所述或每個(gè)變換器臂獲得對應(yīng)變換器臂需要跟蹤的相應(yīng)的AC相電流需求波 形W及所述或每個(gè)變換器臂還需要跟蹤的DC電流需求；
[0038] (b)為每個(gè)臂部確定該臂部必須貢獻(xiàn)W跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形和所需 的DC電流需求的臂部電流；
[0039] (C)為每個(gè)臂部提供臂部電壓源W實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流;W及
[0040] (d)執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流和/或提供最優(yōu)臂部電壓源。
[0041] 本發(fā)明的變換器也具有根據(jù)本發(fā)明的用于控制變換器的方法的對應(yīng)特征相關(guān)聯(lián) 的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0042] 現(xiàn)在將參照W下附圖，通過非限制示例的方式來簡要描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例， 在附圖中：
[0043] 圖1(a)示出說明根據(jù)控制變換器的本發(fā)明的第一種方法中主要步驟的流程圖；
[0044] 圖1(b)示出說明根據(jù)控制變換器的本發(fā)明的第二種方法中主要步驟的流程圖；
[0045] 圖2示出等效變換器配置的示意圖；
[0046] 圖3(a)示出在變換器的控制過程中對變換器內(nèi)兩個(gè)臂部提供的電流貢獻(xiàn)施加不 同的電流權(quán)重的結(jié)果；
[0047] 圖3(b)示出W圖3(a)中所示的方式如何在臂部電流彼此不同時(shí)控制變換器W維 持所需的AC相電流需求波形；
[0048] 圖3(c)示出W圖3(a)中所示的方式如何在臂部電流彼此不同時(shí)控制變換器W維 持所需的DC電流需求值;W及
[0049] 圖4示出形成圖1(b)中示出的方法的一部分的反饋環(huán)路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 圖1(a)中所示的第一流程圖30中示出根據(jù)控制變換器的本發(fā)明的第一實(shí)施例的 方法主要步驟。
[0051] 本發(fā)明的第一種方法適用于任何變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即具有任何特定結(jié)構(gòu)的變換 器。然而，W舉例的方式，與具有=個(gè)變換器臂的=相變換器相聯(lián)系進(jìn)行描述，其中每個(gè)變 換器臂對應(yīng)于S相中的一相。每個(gè)變換器臂在第一 DC端子與第二DC端子之間延伸并且包括 由AC端子分隔開的第一臂部和第二臂部。
[0052] 第一種方法包括:第一步驟，為每個(gè)變換器臂獲得每個(gè)變換器臂需要跟蹤的相應(yīng) 的AC相電流需求波形（AC current demand地ase waveform) Ia、Ib、Ic,并且獲得變換器臂 還需要跟蹤的DC電流需求Idc。
[00對各種AC相電流需求波形Ia、Ib、Ic和DC電流需求Id河W直接從特定變換器結(jié)構(gòu)內(nèi)的 更高級控制器獲得或從一些其它外部實(shí)體獲得?？商娲?，特定變換器結(jié)構(gòu)可W通過執(zhí)行 其自己的計(jì)算直接獲得之。
[0054] 第一種方法還包括:第二步驟(如第一流程圖30中的第一處理框20所示），為每個(gè) 臂部確定該臂部必須貢獻(xiàn)W跟蹤對應(yīng)所需的A討目電流需求波形Ia、Ib、Ic和所需的DC電流需 求Idc的臂部電流。
[0055] 更具體地說，本發(fā)明的第一種方法包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定若干最優(yōu)臂部電流。
[0056] 執(zhí)行運(yùn)樣的數(shù)學(xué)優(yōu)化包括:創(chuàng)建等效變換器配置10,其表示通過對應(yīng)的S相變換 器結(jié)構(gòu)的電流流動，如圖2所示。
[0057] 等效變換器配置10包括=個(gè)變換器臂124、128、12(：，其每個(gè)對應(yīng)于所述方法意圖 控制的對應(yīng)=相變換器結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的第一、第二和第=相。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，被控 制的變換器結(jié)構(gòu)可具有=相更少或更多的相，并且因此具有不同相稱數(shù)量的對應(yīng)變換器 臂。在運(yùn)些情況下，等效變換器配置同樣具有不同對應(yīng)數(shù)量的變換器臂。
[005引在所示的等效變換器配置10中，每個(gè)變換器臂12A、12B、12C在第一 DC端子14和第 二DC端子16之間延伸，并且每個(gè)變換器臂12A、12B、12C包括第一臂部12A+、12B+、12C+和第 二臂部124-、128-、120。每個(gè)變換器臂124、128、12(：中的每對第一臂部124+、128+、12〔+和 第二臂部12A-、12B-、12C-由對應(yīng)的AC端子18A、18B、18C分隔開。
[0059] 等效變換器配置10還表示每個(gè)變換器臂12A、12B、12C需要跟蹤（例如盡可能地匹 配)的相應(yīng)的AC相電流需求波形Ia、Ib、Ic和變換器臂12A、12B、12C還需要跟蹤的DC電流需求 Idc。
[0060] 在實(shí)踐中，每個(gè)變換器臂12A、12B、12C還必須在對應(yīng)的AC相電壓波形(AC VOl^ge phase wave化rm)VA、VB、VcW及DC電壓Vdc(通常對應(yīng)于特定變換器結(jié)構(gòu)所連接的相應(yīng)的AC和 DC電網(wǎng)的值)的約束條件內(nèi)操作，并且因此等效變換器配置10也表示運(yùn)些元素。
[0061] 通過改變歸因于上述各種電路元素的每個(gè)的值，可W使得等效變換器配置10反映 任何特定變換器結(jié)構(gòu)，并且從而使得本發(fā)明的第一種方法控制所述特定變換器結(jié)構(gòu)。還應(yīng) 當(dāng)理解，等效變換器配置可具有=相更少或更多的相，并且因此同樣應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明 的第一種方法還能夠控制特定的非=相變換器結(jié)構(gòu)。
[0062] 創(chuàng)建表示通過對應(yīng)的=相變換器結(jié)構(gòu)的電流流動的等效變換器配置10還包括:映 射通過特定變換器結(jié)構(gòu)的可能的電流流動路徑。
[0063] 映射通過特定變換器結(jié)構(gòu)的可能的電流流動路徑的一種方式是通過對等效變換 器配置10進(jìn)行基爾霍夫分析W獲得W下等式：
[0064] Ia=Ia+-Ia- [00化]Ib=Ib+-Ib-
[0066] Ic=Ic+-Ic-
[0067] Idc = Ia++Ib+Ic+
[0068] 々夫巨W 46晚再《才棄化;寺化竺才_郵.
[0069]
[0070] 使得A是映射由臂部12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-提供的可能的電流流動路 徑的矩陣。
[0071] 取決于本發(fā)明的方法控制的任何變換器的特定變換器結(jié)構(gòu)，矩陣A可W采取不同 的形式。它也可W另外包括狀態(tài)的詳細(xì)信息，例如變換器內(nèi)任何開關(guān)的"開(on)" = 1，或"關(guān) (OffT=O,其可能會根據(jù)它們的開關(guān)狀態(tài)影響任何特定時(shí)間的可用電流流動路徑。
[0072] 此外，其它等效變換器配置和對應(yīng)的分析技術(shù)也是可能的。
[0073] 取決于本發(fā)明的第一種方法控制的變換器的特定結(jié)構(gòu)，一個(gè)或多個(gè)臂部電流可W 根據(jù)其余臂部電流進(jìn)行數(shù)學(xué)優(yōu)化。換句話說，當(dāng)每個(gè)其余臂部電流可彼此獨(dú)立地確定時(shí)，可 W根據(jù)每個(gè)其余獨(dú)立臂部電流自動建立所述或每個(gè)從屬臂部電流。
[0074] 在描述第一種方法所聯(lián)系的示例性=相變換器中，可獨(dú)立確定六個(gè)臂部電流中的 五個(gè)，因此可W進(jìn)行數(shù)學(xué)優(yōu)化，而第六個(gè)臂部電流將根據(jù)其它五個(gè)數(shù)學(xué)優(yōu)化后的臂部電流 自動跟隨。其結(jié)果是，在所示示例性第一種方法中，執(zhí)行描述數(shù)學(xué)優(yōu)化W確定五個(gè)最優(yōu)臂部 電流。
[0075] 例如，在圖2中所示的等效變換器配置10中，進(jìn)一步基爾霍夫分析可W用于獲得W 下等式：
[0076] Ic-=(Ia++Ib++Ic+)-(Ia-+Ib-)
[0077] 因此，Ic-被限定為從屬臂部電流，因?yàn)橐坏┟總€(gè)其余獨(dú)立最優(yōu)臂部電流Ia+、Ia-、 Ib+、Ib-、Ic+使用上述數(shù)學(xué)優(yōu)化得W確定，Ic-會變?yōu)橐阎纯蒞自動計(jì)算出）。
[0078] 應(yīng)該理解的是，取決于所執(zhí)行的基爾霍夫分析，一個(gè)或其它臂部電流Ia+、Ia-、Ib+、 Ib-、Ic+可W替代性地被限定為從屬臂部電流。此外，另一個(gè)等效變換器配置(未示出）可表 示得到取決于其余臂部電流的兩個(gè)或更多個(gè)臂部電流的特定變換器結(jié)構(gòu)。
[0079] 作為上述分析的結(jié)果，在所描述的示例性實(shí)施例中，通過執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定五 個(gè)獨(dú)立最優(yōu)臂部電流14+、14-、山、18-、如，而一旦每個(gè)獨(dú)立最優(yōu)臂部電流14+、14-、山、山、山 通過執(zhí)行所述數(shù)學(xué)優(yōu)化已被確定，第六個(gè)從屬臂部電流Ic-則自動跟隨，例如通過等效電路 分析和相關(guān)計(jì)算實(shí)現(xiàn)。
[0080] 在任何情況下，上述數(shù)學(xué)優(yōu)化步驟還包括:將電流權(quán)重施加到由每個(gè)臂部12A+、 12八-、128+、128-、12〔+、12(：-提供的相對電流貢獻(xiàn)。根據(jù)被控制的特定變換器結(jié)構(gòu)的測量的 操作參數(shù)來確定每個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-的相應(yīng)電流權(quán)重。在所述變換 器的整個(gè)操作中可W確定各種電流權(quán)重，W便允許更新電流權(quán)重，例如響應(yīng)于變化的環(huán)境 條件進(jìn)行更新。其結(jié)果是，各種電流權(quán)重可W隨著變換器受到控制而變化。
[0081] 例如，在所述特定變換器結(jié)構(gòu)的正常操作過程中，相同的電流權(quán)重被施加到每個(gè) 臂部電流14+、14-、山、16-、如、山。然而，當(dāng)在某些操作條件下（例如異常操作條件下)控制所 述特定變換器結(jié)構(gòu)時(shí)，不同的電流權(quán)重被施加給由至少一個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、 12C+、12C-提供的電流貢獻(xiàn)，即臂部電流Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-。
[0082] 圖3(a)示出特定變換器結(jié)構(gòu)的給定的操作時(shí)間段(即0.03秒與0.06秒之間），在運(yùn) 段時(shí)間內(nèi)更大的電流權(quán)重被施加到第二變換器臂12B的每個(gè)臂部12B+U2B-必須貢獻(xiàn)的最 優(yōu)臂部電流Ib+、Ib-上。相對于每個(gè)其它臂部124+、124-、12〔+、12(：-的實(shí)際電流貢獻(xiàn)（即測量 到的臂部電流貢獻(xiàn)1'4+、1'4-、1'化、1'[-)，運(yùn)樣的電流權(quán)重減少每個(gè)臂部128+、128-貢獻(xiàn)的實(shí) 際臂部電流(即測量到的臂部電流Ib+、Ib-)，換作其它臂部彼此情況相同。
[0083] 除了前述，第一種方法包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定每個(gè)獨(dú)立臂部12A+、12A-、12B+、 12B-、12C+必須貢獻(xiàn)W便跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形Ia、Ib、Ic和所需的DC電流需求 Idc的最小單獨(dú)臂部電流Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+。
[0084] 可W確定最小單獨(dú)臂部電流IA+、IA-、IB+、IB-、Ic+，即上文給出的方程式A.X = b中X (注意，一旦已經(jīng)執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定獨(dú)立的最小臂部電流Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+第六從屬臂 部電流Ic-將自動跟隨）W及施加到最小單獨(dú)臂部電流iA+aA-jB+aB-ac+的上述單獨(dú)的電流 權(quán)重的一種方式是通過求解一般形式的非線性優(yōu)化：
[0085]
[0086] 受制于W下形式的等式約束方程：
[0087] A.x = b
[0088] 其中
[0089] Jcurrent是待最小化的電流目標(biāo)函數(shù)；
[0090] W為在時(shí)間ti處的電流權(quán)重；
[0091] f是電流成本函數(shù)，其在所描述的實(shí)施例中包括電流權(quán)重矩陣QI;
[OOW] X是[Ia+，Ia-，Ib+，Ib-，Ih，Ic-]的轉(zhuǎn)置，即列矢量體現(xiàn)的[Ia+，Ia-，Ib+，Ib-，Ih，Ic-];
[0093] to是特定變換器機(jī)構(gòu)的控制的特定時(shí)間段開始的時(shí)間；W及
[0094] ti是特定變換器機(jī)構(gòu)的控制的特定時(shí)間段結(jié)束的時(shí)間。
[00M]根據(jù)變換器的測量操作參數(shù)來確定電流權(quán)重矩陣化，并且可W在特定變換器結(jié)構(gòu) 的整個(gè)操作過程中如此確定，使得電流權(quán)重矩陣化可W響應(yīng)于變換器的操作的改變隨著變 換器的控制而變化。
[0096] 當(dāng)僅受制于等式約束方程時(shí)，如上所述，拉格朗日（或拉格朗日乘數(shù)的方法)是用 于求解上述非線性優(yōu)化W便找到電流目標(biāo)函數(shù)Jcurrent的局部最小值的技術(shù)。也可W使用其 它優(yōu)化算法，包括迭代和編程算法來求解。
[0097] 作為一般的最優(yōu)控制問題，上述非線性優(yōu)化可W另外包括一個(gè)或多個(gè)不等式約 束，在運(yùn)種情況下，可W通過使用哈密頓的另一方法(龐特里亞金最小值原理)來求解。
[0098] 運(yùn)樣的不等式約束的一個(gè)例子是：
[0099]
[0100] 其中
[0101] C是映射由臂部12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-提供的可能的最大電流流動路 徑的矩陣；W及
[0102] d是表示每個(gè)臂部12A+、12A-、12化、12B-、12C+、12C-中最大期望電流的矢量。
[0103] 在任一種情況下，也可W通過求館
形式的非線性優(yōu)化來確定最小 單獨(dú)臂部電流 Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-。
[0104] 同時(shí)，本發(fā)明的第一種方法包括:第S步驟，為每個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、 12C+、12C-提供臂部電壓源W實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化的最小臂部電流1知、14-、山、扣、如和關(guān) 聯(lián)的從屬臂部電流Ic-。
[0105] 更具體地說，本發(fā)明的第一種方法包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓源。然 而，在本發(fā)明的方法的其它實(shí)施例中，無需進(jìn)行臂部電壓源的運(yùn)種數(shù)學(xué)優(yōu)化。此外，在本發(fā) 明的方法的更進(jìn)一步的實(shí)施例中，可W進(jìn)行執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓源的隨后步 驟而不先執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流，即，其可W基于常規(guī)方式確定的 臂部電流進(jìn)行。
[0106] 在任何情況下，執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓源包括:創(chuàng)建表示變換器中電 壓條件的等效變換器配置，即，包括創(chuàng)建圖2所示的等效=相變換器配置10。
[0107] 表示等效變換器配置10中描繪的特定=相變換器結(jié)構(gòu)中的電壓條件還包括:為每 個(gè)臂部 12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-映射臂部電壓源 Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-和感性分 量。
[010引每個(gè)臂部電壓源Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-可W在幅值上是固定的，并且可切換入和 切換出對應(yīng)的臂部12A+、12A-、12化、128-、12〔+、12(：-，或在圖2中所示的等效變換器配置10 中所描繪的特定變換器結(jié)構(gòu)中的情況下，幅值可在零(即相當(dāng)于被切換出對應(yīng)的臂部12A+、 12A-、1215+、12B-、12C+、12C-)和電壓上限之間是可變的。
[0109] 同時(shí)，每個(gè)臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-的感性分量表示與對應(yīng)的臂部 12八+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-相關(guān)聯(lián)的電感。運(yùn)種電感可^采取給定的臂部12八+、 12八-、128+、128-、12〔+、12(：-內(nèi)的電感器的形式，即臂部電感，或與給定的臂部124+、12八-、 12化、12B-、12C+、12C-電關(guān)聯(lián)的雜散電感的形式，例如相電感和/或DC線電感。
[0110] 聯(lián)系本發(fā)明的第一種方法，每個(gè)臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-的感性分 量在等效變換器配置10中被表示為感性電壓部114+、1]4-、機(jī)+、機(jī)-、化+、化-，其由從流過與對應(yīng) 的臂部12A+、12A-、12化、12B-、12C+、12C-相關(guān)聯(lián)的上述電感的電流產(chǎn)生的電壓構(gòu)成。
[0111] W運(yùn)種方式，也可W使得等效變換器配置10通過改變歸因于各個(gè)臂部電壓源和感 性電壓部元素的中每個(gè)的值來反映特定變換器結(jié)構(gòu)。
[0112] 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，表示特定=相變換器結(jié)構(gòu)中的電壓條件還可W包括： 映射每個(gè)臂部12A+、12A-、12化、12B-、12C+、12C-的阻性分量。
[0113] 運(yùn)樣的阻性分量表示與給定的臂部12A+、12A-、12化、12B-、12C+、12C-相關(guān)聯(lián)的電 阻，并且類似地可W采取給定的臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-內(nèi)的電阻器的形式 (即臂部電阻），或與給定的臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-電關(guān)聯(lián)的電阻的形式(例 如相電阻和/或DC線電阻）。
[0114] 映射臂部電壓源￥4+、￥4-、￥6+、￥6-、￥。+、￥。-和感性電壓部114+、1]4-、機(jī)+、機(jī)-、化+、化-同樣 類似地包括對等效變換器配置10進(jìn)行基爾霍夫分析，但是也可W使用其它等效變換器配置 和對應(yīng)的A析巧犬。在府巧某化霍夫A析時(shí)巧得W下矩陣形式的等式：
[0115]
[0116]
[0117]
[011引即Mv是映射特定變換器結(jié)構(gòu)內(nèi)的臂部電壓源￥4+、￥4-、￥8+、￥8-、￥0+、￥0-的位置的矩 陣；
[0119]
[0120] 即Mu巧映奶符足的雙巧帯結(jié)例內(nèi)的恐巧巧比部山+、114-、機(jī)+、化-、化+、化-的位置的矩 陣；
[0121 ] Vdc是DC電壓，即，第一DC端子14與第二DC端子16之間的電壓差；
[0122] Vab是第一變換器臂12A與第二變換器臂12B之間的電壓差；W及
[0123] Vcb是第S變換器臂12C與第二變換器臂12B之間的電壓差。
[0124] 取決于本發(fā)明的方法控制的任何變換器的特定變換器結(jié)構(gòu)，一個(gè)或多個(gè)Mv和/或Mu 矩陣可采取不同的形式。
[01巧]在本發(fā)明的第一種方法中，執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來為每個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、 12C+、12C-提供最優(yōu)臂部電壓源Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-包括:減少給定獨(dú)立臂部12A+、12A-、 128+、128-、12〔+的實(shí)際測量的臂部電流1%+、1/4-、1/8+、1/8-、1/。+與所述給定的臂部12八+、 12八-、12化、128-、12〔+的對應(yīng)確定的最優(yōu)臂部電流14+、14-、山、18-、如的任何偏差。
[01%]控制特定S相變換器結(jié)構(gòu)的第一種方法還包括：為每個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、 128-、12〔+、12(：-計(jì)算感性電壓部1]4+、1]4-、機(jī)+、機(jī)-、化+、化-。此計(jì)算基于對應(yīng)確定的最優(yōu)臂部 電流14+、14-、山、18-、如和從屬臂部電流1。-^及與對應(yīng)臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、 12C-相關(guān)聯(lián)的電感。
[0127] 此后，計(jì)算出的感性電壓部Ua+、Ua-、Ub+、Ub-、化+、Uc-被修改，W驅(qū)使實(shí)際測量的臂部 電流1%+、1/4-、1/8+、1/8-、1/。+跟隨對應(yīng)確定的最優(yōu)臂部電流14+、14-、18+、18-山+。
[0128] 運(yùn)種測量和修改采取提供閉環(huán)控制的反饋環(huán)路的形式，如第一流程圖30中第二框 22示意性示出的。反饋環(huán)路還可W包括前饋元件，其尋求為一個(gè)或多個(gè)感性電壓部Ua+、Ua-、 化+、化-、此+、化-預(yù)測期望的未來值，從便提高閉環(huán)控制的性能。
[0129] 在執(zhí)行上述數(shù)學(xué)優(yōu)化W提供最優(yōu)臂部電壓源￥4+、￥4-、￥6+、￥6-、￥^+、￥^-時(shí)利用每個(gè)臂 部 12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-的計(jì)算出的感性電壓部UA+、UA-、UB+、UB-、化+、Uc-，如第一 流程圖30中第=處理框24所示。
[0130] 運(yùn)種數(shù)學(xué)優(yōu)化還包括施加電壓權(quán)重到由每個(gè)臂部電壓源￥4+、￥&-、￥8+、￥8-、￥〇+、￥〇-提 供的相對的電壓的貢獻(xiàn)。根據(jù)被控制的特定變換器結(jié)構(gòu)的測量的操作參數(shù)來確定電壓權(quán) 重，并且可W在所述變換器的整個(gè)操作過程中如此確定。電壓權(quán)重的運(yùn)種可能的重復(fù)確定 允許在例如改變環(huán)境條件過程中變換器操作的持續(xù)優(yōu)化。
[0131] 例如，在所述特定變換器結(jié)構(gòu)的正常操作過程中，相同的電壓權(quán)重被施加到每個(gè) 臂部 124+、124-、128+、128-、12〔+、120的臂部電壓源￥4+、￥4-、￥6+、￥6-、￥。+、￥。-。
[0132] 然而，在例如異常操作條件過程中，不同的電壓權(quán)重可W被施加到一個(gè)或多個(gè)臂 部 124+、124-、128+、128-、12〔+、120的臂部電壓源￥4+、￥4-、￥6+、￥6-、￥打、￥。-，^進(jìn)一步減輕例 如異常操作條件的影響。
[0133] 更具體而言，在本發(fā)明的第一種方法中，執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來為每個(gè)臂部12A+、12A-、 128+、128-、12〔+、12(：-提供最優(yōu)臂部電壓源￥4+、￥4-、￥8+、￥8-、￥。+、￥。-包括:為每個(gè)臂部12八+、 12八-、128+、128-、12〔+、12(：-確定實(shí)現(xiàn)先前確定的對應(yīng)的最小臂部電流14+、14-、山、18-、山、 Ic-所需的最小單獨(dú)臂部電壓源Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-。
[0134] 可W確定最小單獨(dú)臂部電壓源￥4+、￥4-、￥8+、￥8-、￥。+、￥。-(即給定臂部124+、124-、126 +、128-、12〔+、12(：-內(nèi)的可變電壓源必須提供的最小電壓水平)和施加給其的上述單獨(dú)的電 壓權(quán)重的一種方式是通過求解x(其中X為[Va+, Va-, Vb+, Vb-, Vc+, Vc-]的轉(zhuǎn)置），一般形式的非 線性優(yōu)化如下，
[0135]
[0136] 受限于W下形式的等式約束方程Mv.x = b，其中b為已知，
[013引升且共中
[0137]
[0139] JVoltage是待最小化的電壓目標(biāo)函數(shù)；
[0140] W是時(shí)間tl處的電壓權(quán)重；
[0141] f是在本發(fā)明的第一方法中包括電壓權(quán)重矩陣斯的電壓成本函數(shù)；
[0142] to是特定變換器結(jié)構(gòu)的控制的特定時(shí)間段開始的時(shí)間；W及
[0143] ti是特定變換器結(jié)構(gòu)的控制的特定時(shí)間段結(jié)束的時(shí)間。
[0144] 類似地，根據(jù)變換器的測量的操作參數(shù)來確定電壓權(quán)重矩陣斯，并且可W在特定 變換器結(jié)構(gòu)的整個(gè)操作過程中如此確定。因此，它也可W隨所述變換器的控制而改變。
[0145] 求解上述非線性優(yōu)化也可W受限于W下形式的不等式方程：
[0146] C.x《d
[0147] 其中
[0148] C是映射臂部124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-中的可能的最大臂部電壓源的位 置的矩陣；W及
[0149] d是表示每個(gè)臂部12A+、12A-、12化、12B-、12C+、12C-中的最大期望電壓的矢量。
[0150] 如圖3(b)和圖3(c)所示，控制特定變換器結(jié)構(gòu)的上述第一種方法允許，例如，在由 第二變換器臂12B貢獻(xiàn)的實(shí)際測量的臂部電流I'B+aV與由第一變換器臂12A和第S變換 器臂12C貢獻(xiàn)的實(shí)際測量的臂部電流1'4+、1'4-、1^、1'0-不同的整個(gè)時(shí)間段中，由變換器臂 12八、128、12(：如所需地持續(xù)跟蹤期望的4(：相電流需求波形14、18、1巧日期望的0(：電流需求水 平 Idc。
[0151] 圖1(b)中所示的第二流程圖40示出根據(jù)控制變換器的本發(fā)明的第二實(shí)施例的方 法主要步驟。
[0152] 本發(fā)明的第二種方法類似于本發(fā)明的第一種方法，并且同樣地適用于任何變換器 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即具有任何特定結(jié)構(gòu)的變換器。W舉例的方式，本發(fā)明的第二種方法仍然結(jié)合圖 2中所示的等效變換器配置10中所描繪的特定=相變換器結(jié)構(gòu)的其控制描述。
[0153] 第二種方法包括與第一種方法的第一步驟相同的第一步驟，即，為每個(gè)變換器臂 12八、128、12(：獲得對應(yīng)的變換器臂124、128、12(：需要跟蹤的相應(yīng)的4(：相電流需求波形14、18、 Ic,并且獲得變換器臂12A、12B、12C還需要跟蹤的DC電流需求Idc。
[0154] 第二種方法還包括與第一種方法相同的第二步驟，如類似地由第二流程圖40的第 一處理框20所示。于是，本發(fā)明的第二方法的第二步驟也包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化W確定每個(gè)對 應(yīng)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、12C+必須貢獻(xiàn)W跟蹤對應(yīng)的所需AC相電流需求波形IA、IB、IC 和所需的DC電流需求Idc的五個(gè)獨(dú)立的最小臂部電流Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+。
[0155] 在第二種方法中，W與第一種方法相關(guān)聯(lián)的完全相同的方式執(zhí)行運(yùn)樣的數(shù)學(xué)優(yōu) 化，即，如上所述。
[0156] 本發(fā)明的第二種方法還包括:第S步驟，為每個(gè)臂部12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、 12C-提供臂部電壓源￥4+、￥4-、￥8+、￥8-、￥[+、￥[-來實(shí)現(xiàn)先前確定的對應(yīng)的最小臂部電流14+、 Ia-'Ib+'Ib-'Ic+O
[0157] 更具體地說，本發(fā)明的第二種方法包括:第=步驟，應(yīng)用控制算法W從每個(gè)對應(yīng)確 定的最小臂部電流14+、14-、山、18-、如直接建立最優(yōu)臂部電壓源￥4+、￥4-、￥8+、￥8-、￥。+、￥。-，如 第二流程圖40中的單個(gè)第四框26所示。
[0158] 應(yīng)用運(yùn)樣的控制算法包括:減少給定的獨(dú)立臂部124+、124-、128+、128-、12〔+的實(shí) 際測量的臂部電流1'4+、1%-、1'8+、1'8-、1'。+與所述給定的臂部124+、124-、12化、128-、12〔+ 的對應(yīng)確定的最小臂部電流14+、14-、山、18-、如的任何偏差。
[0159] 可W從對應(yīng)確定的最小臂部電流lA+jA-aB+jB-Jc+中減去并且優(yōu)選地消除給定 的獨(dú)立臂部 124+、124-、128+、128-、12〔+、12(：-的實(shí)際測量的臂部電流1'4+、1'4-、1'6+、1'8-、 C+的偏差的一種方式是建立如圖4示意性所示的反饋環(huán)路50。
[0160] 在所示的實(shí)施例中，反饋環(huán)路50比較相應(yīng)的實(shí)際測量的臂部電流I^A+J/A-J/B+、 1/8-、1/[+與對應(yīng)確定的最小臂部電流14+、14-、16+、16-、如，并且計(jì)算對應(yīng)的臂部誤差日4+、64-、 郎+、GB-、ec+。然后，反饋環(huán)路50將校正系數(shù)K應(yīng)用到每個(gè)臂部誤差GA+、GA-、郎+、GB-、船，由此直 接建立對應(yīng)的臂部電壓源Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-，運(yùn)是將誤差GA+、GA-、6B+、6B-、ec+向零驅(qū)使 所需要的。
[0161] 校正系數(shù)K可W采取控制系統(tǒng)矩陣的形式，諸如增益矩陣(未示出），其設(shè)定單獨(dú)的 校正系數(shù)，與每個(gè)臂部誤差eA+、eA-、eB+、eB-、ec+相乘(例如，在增益矩陣的情況下），W建立對 應(yīng)的臂部電壓源 Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-。
[0162] 可W建立運(yùn)樣的單獨(dú)的校正因子的一種方式是通過創(chuàng)建表示處于控制之下的特 定=相變換器結(jié)構(gòu)的電壓條件的等效變換器配置，并且此后考慮運(yùn)樣的等效變換器配置的 動態(tài)。
[0163] 更具體地，相對于上述實(shí)施例，可通過創(chuàng)建在圖2所示的等效變換器配置10和為每 個(gè)臂部 12A+、12A-、12B+、12B-、12C+、12C-映射臂部電壓源 Va+、Va-、Vb+、Vb-、Vc+、Vc-和感性分 量來實(shí)現(xiàn)前述步驟。
[0164] 此后運(yùn)樣的映射可W包括進(jìn)行等效變換器配置10的基爾霍夫分析(盡管其它等效 變換器配置和對應(yīng)的分析技術(shù)也是可能的），應(yīng)用基爾霍夫電流和電壓定律來將等效變換 器配置10的動態(tài)描述為：
[01 化]
[0166] 其中
[0167] V是[Va+，Va-，Vb+，Vb-，Vc+，Vc-]的轉(zhuǎn)置；
[0168] M是映射每個(gè)臂部的感性分量并且更具體地映射與每個(gè)臂部相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)臂部、 相電感和DC線電感中每個(gè)的禪合電感矩陣，例如：
[0169]
[0170] I是[1'4+，1'4-，1'8+，1'8-，1'。+]的轉(zhuǎn)置，即表示實(shí)際測量的獨(dú)立臂部電流1^、1/4-、 I/b+、IV、I/c+的電流矢量的轉(zhuǎn)置；
[0171] N是映射特定變換器結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種輸入電壓的位置的輸入電壓矩陣，例如
[0172]
W及
[0173] I為表不外部干猶的輸入電壓矢量，例如
[0174]
[0175] 其中
[0176] Vdc是DC電壓，即，第一DC端子14與第二DC端子16之間的電壓差；
[0177] Vab是第一變換器臂12A與第二變換器臂12B之間的電壓差；W及
[0178] Vcb是第S變換器臂12C與第二變換器臂12B之間的電壓差。
[0179] 取決于本發(fā)明的方法控制的任何變換器的特定變換器結(jié)構(gòu)，并且取決于哪個(gè)(些） 臂部被選擇為從屬于其它臂部，一個(gè)或多個(gè)M和N矩陣可W類似地采取不同的形式。
[0180] W運(yùn)種方式，當(dāng)考慮一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的臂部電壓源￥4+、￥&-、￥8+、￥8-、￥〇+、￥〇-中的改 變會對例如由特定變換器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際測量的臂部電流i/A+aVaVaVj/c+有什么 影響時(shí)，進(jìn)行前述基爾霍夫分析使得可W考慮關(guān)于特定變換器結(jié)構(gòu)的所有上述提到的因 素，即，M，I，N，C。運(yùn)種能力賦予本發(fā)明的第二種方法抵抗控制器不確定性和建模誤差的魯 棒性。
[0181] 而且，其結(jié)果是，隨后可W通過考慮需要對給定的單獨(dú)的臂部電壓源Va+、Va-、Vb+、 Vb-、Vc+、Vc-進(jìn)行哪些改變W建立每個(gè)單獨(dú)的校正因子，W有利地改變由處于控制之下的特 定變換器結(jié)構(gòu)提供的對應(yīng)臂部電流，即對應(yīng)的實(shí)際測量臂部電流A+A-B+ W便將實(shí)際測量臂部電流1^、1%-、1^+、1^、1^+朝向確定的最小臂部電流14+、14-、山、 Ib-、Io驅(qū)使，即W便將對應(yīng)的臂部誤差GA+、GA-、6B+、6B-、eo朝向零驅(qū)使。
[0182] 一旦已經(jīng)為特定變換器結(jié)構(gòu)建立運(yùn)樣的單獨(dú)的校正因子(例如在變換器設(shè)計(jì)和調(diào) 試階段），通常沒有必要再次確定它們。結(jié)果，反饋環(huán)路50設(shè)及最小計(jì)算工作量，運(yùn)是因?yàn)樵?每個(gè)周期僅需要用已經(jīng)確定的對應(yīng)的單獨(dú)校正系數(shù)乘W給定的臂部誤差eA+、eA-、eB+、eB-、 ec+即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種控制變換器的方法，所述變換器包括對應(yīng)于所述變換器的相應(yīng)相的至少一個(gè)變 換器臂，所述或每個(gè)變換器臂在第一DC端子與第二DC端子之間延伸，并且包括由AC端子分 隔開的第一臂部和第二臂部，所述方法包括以下步驟： (a) 為所述或每個(gè)變換器臂獲得對應(yīng)變換器臂需要跟蹤的相應(yīng)的AC相電流需求波形以 及所述或每個(gè)變換器臂還需要跟蹤的DC電流需求； (b) 為每個(gè)臂部確定該臂部必須貢獻(xiàn)以跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形和所需的DC 電流需求的臂部電流； (c) 為每個(gè)臂部提供臂部電壓源以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流；以及 (d) 執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流和/或提供最優(yōu)臂部電壓源。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制變換器的方法，其中執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化包括:創(chuàng)建表示通過所 述變換器的電流流動和/或所述變換器中的電壓條件的對應(yīng)一個(gè)的等效變換器配置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制變換器的方法，其中創(chuàng)建表示通過所述變換器的電流流 動的等效變換器配置包括:映射通過所述變換器的可能的電流流動路徑，并且其中，創(chuàng)建表 示所述變換器中的電壓條件的等效變換器配置包括:為每個(gè)臂部映射所述臂部電壓源和感 性分量。4. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的控制變換器的方法，其中所述變換器包括多個(gè)變換 器臂，并且其中執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化包括以下中的對應(yīng)一個(gè):施加電流權(quán)重到由多個(gè)臂部所提供 的相對電流貢獻(xiàn)和/或施加電壓權(quán)重到由每個(gè)臂部電壓源提供的相對電壓貢獻(xiàn)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制變換器的方法，其中根據(jù)所述變換器的測量的操作參數(shù) 來確定所述或每個(gè)權(quán)重。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的控制變換器的方法，其中當(dāng)在特定操作條件下控 制所述變換器時(shí)，施加權(quán)重包括施加不同的權(quán)重到至少一個(gè)臂部，使得所述或每個(gè)被施加 不同的權(quán)重的臂部提供與其它臂部不同的貢獻(xiàn)。7. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的控制變換器的方法，其中為每個(gè)臂部執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化 以提供最優(yōu)臂部電壓源包括:減少給定臂部的實(shí)際測量的臂部電流與為該所述給定臂部對 應(yīng)確定的臂部電流的任何偏差。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制變換器的方法，其中減少實(shí)際測量的臂部電流與對應(yīng)確 定的臂部電流的任何偏差包括:為對應(yīng)臂部計(jì)算感性電壓部。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制變換器的方法，還包括:修改所計(jì)算的感性電壓部以驅(qū)使 所述實(shí)際測量的臂部電流跟隨所述對應(yīng)確定的臂部電流。10. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的控制變換器的方法，包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定對 應(yīng)臂部必須貢獻(xiàn)以跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形和所需的DC電流需求的一個(gè)或多個(gè) 最小單獨(dú)臂部電流，和/或提供最小單獨(dú)臂部電壓源以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流。11. 根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的控制變換器的方法，包括:執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化僅為確定 一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流，其中為每個(gè)臂部提供臂部電壓源以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流包 括:應(yīng)用控制算法以通過每個(gè)對應(yīng)確定的臂部電流直接建立最優(yōu)臂部電壓源。12. -種變換器，包括對應(yīng)于所述變換器的相應(yīng)相的至少一個(gè)變換器臂，所述或每個(gè)變 換器臂在第一 DC端子與第二DC端子之間延伸，并且包括由AC端子分隔開的第一臂部和第二 臂部，所述變換器還包括控制器，所述控制器被配置為： (a) 為所述或每個(gè)變換器臂獲得對應(yīng)變換器臂需要跟蹤的相應(yīng)的AC相電流需求波形以 及所述或每個(gè)變換器臂還需要跟蹤的DC電流需求； (b) 為每個(gè)臂部確定該臂部必須貢獻(xiàn)以跟蹤對應(yīng)所需的AC相電流需求波形和所需的DC 電流需求的臂部電流； (c) 為每個(gè)臂部提供臂部電壓源以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)確定的臂部電流；以及 (d) 執(zhí)行數(shù)學(xué)優(yōu)化來確定一個(gè)或多個(gè)最優(yōu)臂部電流和/或提供最優(yōu)臂部電壓源。
【文檔編號】H02M7/483GK105981287SQ201480075213
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月12日
【發(fā)明人】S·費(fèi)克里亞所, M·M·克勞德梅蘭, T·C·格林, K·戴克, F·J·莫雷諾穆諾茲, O·F·賈西姆, M·巴扎爾甘
【申請人】通用電氣技術(shù)有限公司