基於載波的pwm的精確切換的製作方法
2023-05-03 13:26:11 1
專利名稱：基於載波的pwm的精確切換的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於電力傳輸的高壓直流(HVDC)系統。具體而言其涉及控制多級電壓源換流器。
背景技術：
HVDC用於傳輸並且可以直接用於DC傳輸或者間接用於調節AC傳輸系統。HVDC 系統基本上包括用於將AC轉換到DC並且反之的換流器(VSC)。可以由晶閘管或可切換半導體元件來配置HVDC換流器，即可以關斷與晶閘管相反的電子管。關斷半導體的實例是 GTO (柵極關斷晶閘管)、IGBT (絕緣柵雙極電晶體)、FET (場效應電晶體)、BJT (雙極結型電晶體)。具有關斷半導體的HVDC換流器(例如具備IGBT的HVDC電燈換流器)還可以用於靜態VAr補償(SVC)和功率補償(RPC)。
HVDC電燈基本上包括兩個元件換流站和一對電纜。
換流站包括控制系統和電壓源換流器。控制系統通常自動地控制VSC，無需與其他換流站進行通信。HVDC電燈換流站可以包括六個切換元件，其中每個相位兩個切換元件，包括IGBT(絕緣柵雙極電晶體)形式的高功率電晶體。HVDC電燈中的控制系統被計算機化， 並且通過脈衝寬度調製(PWM)技術控制IGBT電子管。
具有六個橋型配置的切換元件的換流站被稱為兩級換流器。兩級換流器的替換是具有18個橋型配置的切換元件的三級換流器。並且，已經構造了多級換流器並且本發明主要關注多級類型。
在HVDC電燈中，電壓源換流站的控制系統使用脈衝寬度調製來控制IGBT電子管。 通過生成與調製的參考信號相當的三角信號(三角波)來提供該調製。
在HVDC電燈中，控制系統以三角載波信號(tri)的形式提供參考電壓信號(Vref) 和載波。控制系統比較這兩個信號並且當參考信號大於載波信號時生成切換脈衝。
US 7，321，500B2(D1)公開了一種適用於這樣一種HVDC電燈的電壓源換流器，該 HVDC電燈包括多個可熄滅(即關斷型)半導體元件形式的電子管或切換元件以及電子管控制組件，該電子管控制組件包括計算機和脈衝寬度調製器，該脈衝寬度調製器提供用於控制該半導體元件的執行控制信號(見摘要)。該文獻描述了兩個不同的調製方法，優化脈衝寬度調製(OPWM)和基於載波的脈衝寬度調製(基於載波的PWM)方法。基於載波的PWM的缺點在於其需要比OPWM更高的切換頻率。OPWM需要更少的切換並且避免在高電流處切換。 OPWM的缺點在於其易於受到瞬變現象影響(第2欄，第9到17行和第44到65行)。Dl的電壓源換流器通過使用基於載波的PWM處理來自AC側的瞬變現象並且在另外的情況下使用OPWM來消除這些問題。為此目的，VSC包括「模式檢測器14」並且該VSC被適配為在操作期間改變模式，即在OPWM與基於載波的PWM之間改變(見權利要求1，第9到10欄)。
Dl在圖I中更詳細地描述了彼此連接的第一和第二 VSC站(STN1、STN2)。每個站 (STNUSTN2)包括用於相應的電壓源換流器(C0N1、C0N2)的控制設備(CTRL1、CTRL2)。Dl 描述了用於生成換流器電流的參考值的外有功/無功功率控制環路(4)，其中該換流器電4流的參考值是內控制環路(5)的輸入。內控制環路(5)追蹤換流器電流的參考值並且生成換流器的電壓參考。內控制環路(5)輸出輸出信號，該輸出信號是換流器(C0N1、C0N2)的橋電壓的電壓參考向量。將該電壓參考向量提供給脈衝寬度調製組件(7)，脈衝寬度調製組件(7)根據向半導體電子管提供的預定PWM圖案生成開啟/關斷命令(或脈衝串列)。該預定PWM適宜地是基於載波的PWM，如正弦PWM(SPWM)(見Dl的第3到4欄)。因此，現有技術的控制系統使用電壓參考信號和載波信號來創建到VSC (即，到VSC的每個電子管)的切換命令的脈衝串列形式的開關信號。
在具有外和內控制環路的換流站中可以利用本發明，但是本發明的主要關注在於電壓參考以及切換命令如脈衝串列的生成，並且因此在本文中不更詳述外和內控制環路的進一步的描述。
可選擇地可以通過多級換流器來解決與基於載波的脈衝寬度調製的高切換頻率相關的問題。
W02009/086927(D2)舉例說明了多級電壓源換流器。該類型的電壓源換流器是通過例如DE 10103031A1和WO 2007/023064A1已知的類型的發展並且在D2中被稱為多單元換流器或M2LC。D2主張當「切換元件」或切換單元的數量相當大(如每個相位至少8個) 時，該類型的多級電壓源換流器特別令人感興趣，並且它也同樣可以在20個的量級上。在所述相腳中大量串聯的該切換單元意味著其將可能控制這些切換單元在所述第一和第二切換狀態之間改變並且已經在所述相位輸出處獲得非常接近正弦電壓的交流電壓。這可能已經通過比例如DE 10103031A1中的圖I中所示的那種類型的已知電壓源換流器中所典型地使用的切換頻率實質上更低的切換頻率來獲得該非常接近正弦電壓的交流電壓，其中該已知電壓源換流器包括具有至少一個關斷型半導體器件以及與其反向並聯的至少一個續流二極體(free wheeling diode)的切換元件。這使其能夠獲得實質上更低的切換損失。 D2建議使用以鋸齒狀或三角形波形作為載波波形的脈衝寬度調製以在載波與參考電壓信號相交時進行切換。已經看出根據脈衝寬度調製圖案來控制切換單元的這種方法導致魯棒並且快速的控制，其中分布式獨立鋸齒狀電壓和獨立參考交流電壓適配於相應的切換元件的所述儲能電容器上的實際電壓。
控制配置(13)被配置為控制切換單元(7)並且由此控制換流器將直流電壓轉換成交流電壓，並且反之。控制配置(D2的13)提供了一種意圖控制具有該類型的切換單元(7)的電壓源換流器的方法，其中該類型的切換單元(7)具有至少兩個關斷型半導體器件、 與其並聯的至少兩個續流二極體以及至少一個儲能電容器，並且在圖2和圖3中顯示了這種切換單元的兩個實例。注意，D2對於具有兩個半導體(IGBT)的切換單元使用表達式「切換元件」，而其他文獻將一個IGBT稱為一個切換元件。因此，在本文中表達方式切換單元主要用於兩個半導體與兩個二極體的組合。切換單元的端子(D2中的14、15)用於以形成相角的切換單元的串聯連接的形式連接到相鄰切換單元。半導體器件(16、17)是與二極體 (18、19)並聯的IGBT。儲能電容器(20)與二極體和IGBT的相應的串聯連接相併聯。一個端子(14)連接到兩個IGBT(16、17)之間的中點以及兩個二極體(18、19)之間的中點。另一個端子(15)連接到儲能電容器(20)，在一個實施方式(D2的圖2的實施方式)中連接到儲能電容器(20)的一側，而在另一個實施方式(根據圖3的實施方式)中連接到儲能電容器(20)的另一側。應該指出，圖2和圖3中所示的每個半導體器件和每個二極體可以是多個串聯起來，以便能夠處理要提供的電壓，並且然後可以同時地控制如此串聯的半導體器件以作為單個半導體器件。並且，本發明的切換單元包括作為一個開關的被同時地切換的串聯半導體。
D2描述了針對AC電壓的3. 37的脈衝數量和50Hz的頻率，對於(根據D2的圖I) 的換流器的相腳所完成的仿真。脈衝數量是在AC電壓的一個周期期間用於切換單元的切換脈衝的數量。D2中的仿真建議使用非整數作為脈衝數量，並且非整數脈衝數量提供不同的切換單元的電容器上的電壓的平衡效果。這樣，可以選擇低的脈衝數量。D2的系統可以使用脈衝數量3. 37，並且本發明也適用於低的脈衝數量，即小於10的非整數，如在D2中的小於5或者甚至3. 37。
W02009/087063 (D3)是同族專利D2的發展並且描述了多級換流器的控制系統。D3 討論了 M. Glinka和R. Marquardt在2005年6月第三期工業電子IEEE學報的第52卷第 662 到 669 頁中在 「A new ac/ac multilevel converter family」 中描述的方法的問題。 Glinka等人建議對於特定臂中的全部子模塊以集中化的方式控制功率電子開關的切換。當控制系統確定應該執行切換事件時，選擇要切換的子模塊(單元)。
D3基於對如下事實的認識而提供了一種方法和系統具有中央控制組件和臂控制組件的已知控制系統具有每個臂控制組件需要控制所有它的對應子模塊或單元的切換的缺點，其中必須獨立的完成該對應子模塊或單元的切換，即每個單元需要由臂控制組件生成它自己的輸入或參考值。請注意，D3將切換單元稱為「子模塊」而D2使用「切換元件」。
D3中的控制方法的基本原理是以分布式而不是集中化的方式根據脈衝寬度調製 (PWM)執行切換單元的切換，其中兩個PWM相關的信號、參考AC電壓或切換載波信號中的一個隨時間分布。
參考AC電壓是每個電壓源的並且因此是每個臂的參考值。對於每個臂的所有切換單元，切換載波信號在形狀上相同。
在將載波和參考信號彼此進行比較之前，由每個子組件或單元控制組件獨立地將用於每個獨立的切換單元的必要的時間延遲應用於載波信號。
在D3中還將鋸齒狀信號或三角信號稱為載波信號。
關於D3的控制系統的物理實現，建議了不同的可行設置。單元控制組件可以例如是與切換單元集成的硬體，但是也可以遠離對應的切換單元放置並且通過光纖電纜或其他合適的通信連接連接到對應的切換單元。用於執行數據處理的單元控制組件可以包括數位訊號處理器(DSP)、現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)或它們的組合。中央控制組件可以使用電子電路和/或光纖電纜與所有單元控制組件通信。在D3中，應該與串行和/或並行通信一起正常地使用數字信令。
在實現用於提供參考電壓信號的控制系統以及單元控制組件中的分布式切換控制時，出現一些設計問題，特別是當控制具有非常低的脈衝數量(例如D2和D3中所述的 3. 37個脈衝)的多級換流器的切換時。本發明解決該問題並且建議了能夠消除相關負面影響的配置和方法。
為了這些目的，本發明提供包括電壓源換流器和控制系統的電壓源換流站。發明內容
本發明的目的在於降低電壓源換流器和傳輸系統的損失。
為了該目的，本發明提供了一種具有精確的基於載波的脈衝寬度調製切換的電壓源換流器。
本發明還提供一種能夠具有低的切換頻率並且避免不必要的並且有缺陷的切換的電壓源換流器。
本發明涉及具有分布式切換控制的多級換流器，其中由主控制組件提供電壓參考信號，並且在每個單元控制組件中執行參考電壓信號與載波信號之間的比較。特別地說，其建議在該單元控制組件中使用比在該主控制組件中更高的數據處理速率。
換流器的(用於每個相位的)每個臂可以具有它自己的主控制組件或者可選擇地這些臂可以共享同一個主控制組件。
在一個優選實施方式中，每個單元控制組件包括載波信號生成器，並且優選地還以比來自主控制器的該電壓參考信號更高的速率生成載波信號。
在一個優選實施方式中，每個單元控制組件包括用於將該電壓參考信號適配到該單元控制組件的該更高的數據速率的參考信號重構組件，該信號重構組件用於通過對該參考電壓信號的採樣值進行內插來提供重構的參考電壓信號。所述內插優選地是該參考電壓信號的連續的採樣點之間的線性內插。更高級的內插也是可行的。
在一個優選實施方式中，每個單元控制組件包括用於比較該載波信號和參考信號的比較器，並且該切換信號的產生包括比較該載波信號和該重構的參考電壓信號。
在一個優選實施方式中，每個單元控制組件包括用於通過保持該切換信號恆定來避免不必要的切換的切換阻止器。
該切換阻止器優選地包括小值檢測器，並且該阻止器被配置為僅當該參考電壓信號小於閾值時保持調製信號恆定。特別地，該閾值是該電壓參考信號的標稱振幅的15%。
該切換阻止器還優選地包括被配置為檢測該切換信號中的切換脈衝的邊緣檢測器，並且該切換阻止器用於在檢測到切換信號之後並且該參考電壓信號小於該閾值時，將該切換信號保持恆定一個短的時間段。該短的時間段優選地對應於該主控制組件的該數據速率並且與該參考電壓信號的兩個採樣值之間的時間相同或者近似相同。
該電壓源換流站是這樣一種多級換流器，該多級換流器優選地對AC側的每個相位具有至少八個切換單元，例如AC的每個相位具有至少20個切換單元。
基於載波的脈衝寬度調製優選地具有12個或更少的脈衝數量，因而用於每個切換單元的載波信號對於參考電壓信號的每個周期具有少於12個脈衝。對於50Hz的AC^則， 脈衝數量4意味著用於切換單元的200Hz (50*4 = 200)的切換頻率。脈衝數量優選地小於八，優選地小於四。
該換流器的該基於載波的脈衝寬度調製還優選使用非整數的脈衝數量。
圖I示出了根據本發明的換流站。
圖2更詳細地示出了換流站的相腳。
圖3示出了換流站中的切換單元的控制組件。
圖4示出了用於比較兩個數位訊號並且生成切換脈衝信號的仿真。
圖5示出了具備切換阻止器的切換單元控制組件的比較器和切換生成器的硬體實現。
具體實施方式
圖I示出了包括多級電壓源換流器2和控制系統3的電壓源換流站1，控制系統 3被配置為並且用於控制該電壓源換流器。控制系統3適合用於監視換流站I的AC和DC 側，以提供電壓源換流器的控制，例如監視外部和內部電壓和電流以便控制AC側的功率和無功功率。
圖2示出了圖I的電壓源換流器的一個相腳的實例。該相腳具有連接到變壓器5 的AC側和具有DC導體6、7的DC側。換流器的控制系統3包括針對相腳的主控制組件4。 相腳包括多個切換單元8,每個切換單元8 (為了清楚起見僅詳細指示其中一個單元)具有用於提供電壓的電容器9和可操作地連接到並且被提供為控制切換單元的半導體、IGBT的切換的單元控制組件10。因此，電壓源換流器I的控制系統3包括針對腳的主控制組件4 和多個單元控制組件10，每個單元控制組件10被提供為以分布式的方式控制每個切換單元8。每個腳具有一個主控制組件4,或者可選擇地這些腳具有公共的主控制組件4。主控制組件4用於根據由控制系統3獲取的數據生成參考電壓信號。控制系統3使用基於載波的PWM(脈衝寬度調製)並且使用載波信號和參考電壓信號向切換單元提供切換脈衝。向單元分配該控制，並且每個單元控制組件10使用主控制組件4的參考電壓信號和載波信號 (優選三角波)來提供切換以實現單元的切換。
更詳細地說，控制系統3包括用於提供參考電壓信號的裝置4，並且向每個單元傳遞參考電壓信號。在圖2的實例中，每個腳的主控制組件4可操作地連接到每個單元控制組件10(由箭頭所示)並且向每個單元控制組件傳遞電壓參考信號。主控制組件可以適宜地包括用於該目的的DSP(數位訊號處理器)並且藉助數字數據總線傳遞參考電壓信號。單元控制組件包括FPGA (現場可編程門陣列)或者可選擇的ASIC (專用集成電路)，用於處理輸入參考信號並且提供輸出切換命令。
從主控制組件4向多個單元控制組件10分配開關控制減少了主控制組件4的負擔並且減少了從主控制組件4到單元8(即，到單元控制組件10)的通信。為了實現正確的切換，單元控制組件10適宜地裝配有以高的數據速率工作的微機。每個單元控制組件10 優選使用比主控制組件4更高的數據速率。其還適用於將單元控制組件配置得在物理上靠近該切換單元。
圖3示出了用於向切換單元8的關斷型半導體提供切換信號的切換單元控制組件 10。單元控制組件10具有用於從主控制組件接收參考電壓信號的輸入。並且單元控制組件10包括用於生成到每個電子管的切換命令的裝置14。這些切換命令生成裝置14包括載波信號生成器12和比較器16。單元控制組件10包括被配置為向切換單元8提供切換脈衝的輸出。
載波信號生成器12用於向比較器16提供三角波形式的載波信號。比較器16用於比較信號，如載波信號和參考電壓信號，並且基於該比較提供輸出信號。因此，可以由每個切換單元各自的單元控制組件10向每個切換單元輸出切換脈衝信號。使用載波和參考信號提供用於切換單元的脈衝串列是現有技術中已知的。8
但是，所示的實施方式的多級電壓源換流器還包括用於向每個切換單元提供切換信號的附加裝置。如果將參考電壓信號直接與載波信號比較，則在單元控制組件10中使用比在主控制組件4中更高的數據速率可以導致產生附加的切換脈衝。將參考圖4來更詳細地解釋這一點。因此，切換命令生成裝置14包括參考電壓重構組件15,參考電壓重構組件 15用於重構參考電壓信號。以第一數據速率從主控制組件4接收參考電壓信號，並且重構組件15用於在數據點之間對信號進行線性內插並且以單元控制組件10的數據速率輸出重構的參考電壓信號。
作為一個實例，主控制組件和數據總線使用IOkHz的數據速率，而每個切換單元控制組件可以以IOMHz的數據速率處理信號。這樣，可以實現精確的切換而無不受到數據總線或主控制組件的速度的限制。
並且，使用低的脈衝數量可能導致產生附加的切換脈衝，因為載波信號和參考信號具有在波形周期的一部分期間並行運行的風險。比較器16被配置為當載波信號(即，三角波信號)與參考電壓信號(類似於正弦波)相交時輸出切換信號。如果它們的頻率相近， 例如如果三角波具有低的脈衝數量，則正弦波的最陡峭的斜坡具有與三角波平行的風險。 參考電壓的傾斜度類似於正弦波，典型地當值小的時候最陡峭，接近於零。為了避免在該範圍內多個以及不必要的切換，切換命令生成裝置14包括切換阻止器17。阻止器17包括用於檢測切換的切換檢測器18和用於檢測參考信號的小值的小值檢測器19。當參考信號接近零時，參考信號與載波信號之間的相交之間的距離較大，即它們僅相交一次。這與靠近信號的頂部出現的相交相反，在靠近信號的頂部處兩個相交可能看起來彼此非常靠近。因此使用對於小值應該存在最多一個相交的事實來將切換脈衝的數量限制於最大一個。這是由阻止器17提供的，其中阻止器17當在藉助小值檢測器19得知重構的參考電壓信號的值較小的時段期間藉助切換檢測器18檢測到切換(即來自比較器的狀態改變)之後，將進一步的切換脈衝的產生停止一段預先確定的時間段。用於延遲切換的該時間段適宜地設置為近似於主控制組件4的數據速率的時間段。小值檢測器19可以適宜地被設置為檢測比參考信號的振幅小15%的值。
圖4示出了處於不同的數據速率的兩個數位訊號的仿真。圖4A頂部的圖示出了三角載波A和參考信號B。下部的圖示出了來自比較器的結果輸出C，其中該比較器應該在所比較的信號的每個相交處提供一個狀態改變。但是在圖4a中，輸出信號C在應該僅具有一個改變的地方(例如在時間O. 0400附近)具有多個改變。這在圖4B中進行了解釋，圖 4B顯示了圖4A的圖在時間O. 0400附近的靠攏。頂部的圖示出了由於較慢的參考信號與較快的載波信號相比看起來是步進改變信號的事實，以較高的數據速率提供的載波信號如何與以較低的數據速率提供的參考信號相交，並且結果當信號幾乎平行時載波信號幾乎在每一步上都與參考信號相交。為了消除這種附加的不必要的切換脈衝的產生，每個單元控制組件在將參考電壓信號與載波信號進行比較之前重構該參考電壓信號。因此，在對信號進行比較之前以與載波信號相同的速率重構接收到的參考信號，並且向比較器提供重構的參考電壓信號和載波信號，從而比較器根據載波信號與重構的參考信號的比較而不是使用原始的參考電壓信號來輸出切換信號。
圖4C示出了當重構的參考電壓信號B與載波A —起使用時的情況，其中載波A和重構的參考電壓信號B是具有相同的數據速率的信號，並且產生的切換信號C僅具有以此9切換改變。因此避免了不必要的切換。
圖5示出了根據本發明的用於根據單元控制組件10的重構的參考電壓信號(或電壓參考信號)產生切換脈衝的裝置的電路實現實例。該電子電路包括比較器16A，比較器 16A具有用於參考電壓信號B和載波信號A的兩個輸入。比較器16A還具有用於提供切換信號的輸出。經由包括保持器20A的阻止電路輸出切換信號，保持器20A被配置為如果檢測到不正確的以及不必要的切換則保持該信號，否則不做改變地輸出來自比較器16A的信號。保持器20A由來自AND門21A的控制信號控制，從而如果保持器20A從門21A接收到邏輯值為I的控制信號則保持器20A阻止來自比較器的切換信號的改變。如果AND門的兩個輸入信號都具有邏輯值I則從AND門輸出控制信號。由來自切換檢測器18A和小值檢測器19A的相應的信號來設置AND門21A的輸入信號。因此，如果檢測到切換並且檢測到小值，則阻止切換。參考電壓信號B被輸入到小值檢測器19A。來自比較器的切換信號是切換檢測器的輸入信號。切換檢測器18A包括邊緣檢測器和穩定器，該穩定器用於將來自邊緣檢測器的脈衝保持活動一段預先確定的時間段以避免該時間段期間的切換，但是當然僅在小值檢測器19A同時檢測到參考電壓信號B的小值時才阻止該切換。
圖5中的輸入信號是重構的參考電壓信號，但是本發明的單元控制組件還可以用於具有與載波相同的速率的另一個參考信號，例如其還可用在主控制組件提供速率與系統的載波信號的速率相同的參考電壓信號的系統中。即，當參考信號的值低並且最近已實現過切換時可以使用切換阻止器來避免錯誤切換的系統。
權利要求
1.一種包括用於AC與DC之間的電氣功率轉換的多級電壓源換流器(2)以及控制系統(3)的電壓源換流站(I)，所述電壓源換流器(2)包括多個包括可切換半導體的切換單元(8)，並且所述控制系統(3)包括用於向多個所包括的單元控制組件(10)提供電壓參考信號的至少一個主控制組件(4)，每個單元控制組件(10)使用基於載波的脈衝寬度調製來控制相應的單元的切換，其中所述主控制組件(4)可通信地連接到所述單元控制組件(10)，並且向每個單元控制組件(10)提供參考電壓信號，並且每個單元控制組件使用所述參考電壓信號和載波信號來產生到每個相應的切換單元的切換信號以實現轉換， 其特徵在於 每個單元控制組件(10)具有比所述主控制組件(4)更高的數據處理速率，並且由所述單元控制組件將所述參考電壓信號轉換到所述更高的數據速率。
2.如權利要求I所述的電壓源換流站(1)，其中每個單元控制組件(10)包括用於將所述電壓參考信號適配到所述單元控制組件的所述更高的數據速率的參考信號重構組件(15)，其中所述信號重構組件用於通過對所述參考電壓信號的採樣值進行內插來提供重構的參考電壓信號。
3.如權利要求2所述的電壓源換流站(I)，其中所述內插是所述參考電壓信號的連續的採樣點之間的線性內插。
4.如權利要求I到3中的任意一項所述的電壓源換流站(I)，其中每個單元控制組件(10)包括載波信號生成器(12)，並且生成所述載波信號。
5.如權利要求I到4中的任意一項所述的電壓源換流站(I)，其中每個單元控制組件(10)包括用於比較所述載波信號和參考信號的比較器(16)，並且所述切換信號的產生包括比較所述載波信號和所述重構的參考電壓信號。
6.如權利要求I到5中的任意一項所述的電壓源換流站(I)，其中每個單元控制組件(10)包括用於通過保持所述切換信號恆定來避免不必要的切換的切換阻止器(17)。
7.如權利要求6所述的電壓源換流站(I)，其中所述切換阻止器包括小值檢測器(19)，並且所述阻止器被配置為僅當所述參考電壓信號小於閾值時保持調製信號恆定。
8.如權利要求7所述的電壓源換流站(I)，其中所述閾值是所述參考電壓信號的標稱振幅值的15%。
9.如權利要求7到8中的任意一項所述的電壓源換流站(1)，其中所述切換阻止器(17)包括被配置為檢測所述切換信號中的切換脈衝的邊緣檢測器(18)，並且所述切換阻止器(17)用於在檢測到切換信號之後並且所述參考電壓信號小於所述閾值時，將所述切換信號保持恆定一個短的時間段，。
10.如權利要求9所述的電壓源換流站(I)，其中所述短的時間段對應於所述主控制組件的所述數據速率，並且與所述參考電壓信號的兩個採樣值之間的時間相同或者近似相同。
11.如權利要求I到10中的任意一項所述的電壓源換流站(1)，其中，AC的每個相位具有至少八個切換單元(8)。
12.如權利要求11所述的電壓源換流站(I)，其中AC的每個相位具有至少20個切換單元⑶。
13.如權利要求I到12中的任意一項所述的電壓源換流站(I)，其中所述基於載波的脈衝寬度調製具有12個或更少的脈衝數量。
14.如權利要求13所述的電壓源換流站(I)，其中所述脈衝數量小於八，優選地小於四。
15.如權利要求I到14中的任意一項所述的電壓源換流站(I)，其中所述基於載波的脈衝寬度調製具有非整數的脈衝數量。
全文摘要
一種包括用於AC與DC之間的電氣功率的轉換的多級電壓源換流器(2)以及控制系統(3)的電壓源換流站(1)。該電壓源換流器包括多個包括可切換半導體的切換單元(8)，並且該控制系統包括用於向多個所包括單元控制組件(10)提供電壓參考信號的至少一個主控制組件(4)。每個單元控制組件(10)使用基於載波的脈衝寬度調製來控制各自的位於的該切換，其中，該主控制組件(4)被可通信地連接到該單元控制組件(10)並且向每個單元控制組件(10)提供該參考電壓信號，並且每個單元控制組件使用該參考電壓信號和載波信號創建到每個各自的切換單元的切換信號以實現轉換。該換流站的特徵在於每個該單元控制組件(10)具有比該主控制組件(4)更高的數據處理速率，並且由該單元控制組件(10)將該參考電壓信號轉換到該更高的數據速率。
文檔編號H02M7/483GK102934345SQ201080067197
公開日2013年2月13日 申請日期2010年6月1日 優先權日2010年6月1日
發明者Y·吉安格-哈夫納 申請人:Abb技術有限公司