CN102792544B - 具有多级转换器的静止无功补偿器 - Google Patents

具有多级转换器的静止无功补偿器 Download PDF

Info

Publication number
CN102792544B
CN102792544B CN201080065288.0A CN201080065288A CN102792544B CN 102792544 B CN102792544 B CN 102792544B CN 201080065288 A CN201080065288 A CN 201080065288A CN 102792544 B CN102792544 B CN 102792544B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
switch element
link converter
branched portion
link
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080065288.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102792544A (zh
Inventor
威廉·克鲁克斯
戴维·特雷纳
科林·奥茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of CN102792544A publication Critical patent/CN102792544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102792544B publication Critical patent/CN102792544B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
    • H02J3/1857—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters wherein such bridge converter is a multilevel converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095—Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Abstract

用于无功功率补偿的静态同步补偿器(36)，该静态同步补偿器(36)包含：包括第一和第二DC端(40、42)的至少一个初级补偿支路(38)和在使用中用以连接AC网络(58)的AC端(44)，该或每个初级补偿支路(38)限定了第一和第二支路部分(50、52)，每个支路部分(50、52)包括至少一个开关元件(54)，开关元件在相应的第一和第二DC端(40、42)之一和AC端(44)之间与链节转换器(56)串联，第一和第二支路部分(50、52)的开关元件(54)可操作用于将相应链节转换器(56)切入相应DC端(40、42)和AC端(44)之间的电路中或从该电路中切换出，并且链节转换器(56)可操作用于在AC端(44)产生电压波形；以及包括连接在第一和第二DC端(40、42)之间的至少一个DC链路电容器(48)的次级补偿支路(46)，次级补偿支路(46)与该或每个初级补偿支路(38)并联。

Description

具有多级转换器的静止无功补偿器
技术领域
本发明涉及一种用于无功功率补偿中的静态同步补偿器。
背景技术
在高压直流电力传输中，交流(AC)电力被转换为高压直流(DC)电力以通过架空线和/或海底电缆传输。这种转换降低了每千米线路和/或电缆的成本，因而当电力需要远距离传输时具有成本效益。一旦所传输的电力到达其目的地，在被分配给当地网络之前，高压DC电力被转换回AC电力。
在不同网络条件下，通过AC传输线路的电力传输可能会经历电压特性上的波动，这可能引起背离标准值。通过在调节装置和AC传输线路之间的无功功率交换，这种波动可以被最小化。这种调节装置被称为静态同步补偿器(静止补偿器)。
在图1A中显示已知静态同步补偿器的一种形式，其包括六组串联的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)20和反并联二极管22。IGBT20被一起串行连接和切换，以使得能够实现十兆瓦级至百兆瓦级的高额定功率。
然而，这种方法需要复杂的有源IGBT驱动，并且可能需要大型的无源缓冲器元件来保证在切换期间IGBT20串联串上的高电压被适当地均分。此外，IGBT20需要在AC电源频率的每个周期上在高电压下导通和截止多次，以控制被馈送给AC网络24的谐波电流。这些因素导致高损耗、高电磁干扰水平和复杂的设计。
在图1B中显示另一种已知静态同步补偿器，其包括多级布置。该多级布置包括由单元28串联组成的转换桥26，每个转换单元28包括与电容器30并联的一对串联的IGBT20。每个转换单元28在不同时间被切换，因为单独的转换单元28并不同时切换，并且转换步进比较小，因此这种布置消除了与串联的IGBT20直接切换相关的问题。
然而，每个转换单元28的电容器30必须具有高电容值以抑制在多级布置中电容器端子处的电压变化。为了实现转换支路34的并联和运行，还需要六个DC侧电感器32，并且其主要被用于限制转换支路34之间的瞬变电流。
这些因素导致昂贵、大型和沉重的设备，其具有大量存储能量，使得该设备的预组装、测试和运输变得困难。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于无功功率补偿的静态同步补偿器，该静态同步补偿器包含：包括第一和第二DC端的至少一个初级补偿支路和在使用中用以连接AC网络的AC端，该初级补偿支路或每个初级补偿支路限定了第一和第二支路部分，每个支路部分包括至少一个开关元件，开关元件在相应的第一和第二DC端之一和AC端之间与链节转换器串联，第一和第二支路部分的开关元件可操作用于将各自的链节转换器切入各自DC端和AC端之间的电路中或从该电路中切换出，并且链节转换器可操作用于在AC端产生电压波形；以及包括连接在第一和第二DC端之间的至少一个DC链路电容器的次级补偿支路，该次级补偿支路与该初级补偿支路或每个初级补偿支路并联。
次级补偿支路的提供使静态同步补偿器能够与所连接的AC网络交换无功功率，以改善AC网络的稳定性和电压控制。这是通过以下来实现的：使用DC链路电容器作为提供无功功率的源或吸收无功功率的容器，并在每个支路部分中使用链节转换器来提供对AC网络和DC链路电容器之间无功功率交换的良好控制。
与每个支路部分中的链节转换器串联的一个或多个开关元件的串联组合以将支路部分切入各自DC端和AC端之间的电路中或从该电路中切换出是有利的，这是因为它减少了每个链节转换器否则需要产生的电压范围。而这又使每个链节转换器中的元件数量被最小化，并且因而导致在大小、重量和成本方面的节省。
在本发明的实施例中，次级补偿支路可以包括串联的两个DC链路电容器，DC链路电容器之间的节点在使用中被接地连接。
在本发明的其他实施例中，次级补偿支路可以包括具有中心抽头的DC链路电容器，该中心抽头在使用中被接地连接。
在次级补偿支路中，提供两个DC链路电容器或具有中心抽头的DC链路电容器提供了可以被接地连接的中间节点。将这点接地为静态同步补偿器提供了参考电压，并使设备内的电压应力能够得到限定和控制。
在其他实施例中，设备内的其他点可以被用来提供接地参考。
优选地，每个链节转换器可操作用于当相应支路部分被从电路中切换出时产生电压来抵消支路部分两端的电压并因而最小化相应开关元件两端的电压。
这种特点是有利的，因为它减少了实现开关元件所需的串联器件的数量，这使硬件的大小、重量和成本最小化。
当支路部分被切换到电路外时降低每个支路部分中开关元件两端的电压也是有利的，因为这在各自开关元件在断开和闭合位置之间来回切换时的传导和切换消耗最小化。
优选地，每个支路部分的链节转换器包括串联的模块的链，每个模块包括与能量储存装置并联的至少一对次级开关元件，该次级开关元件在使用中可操作用于使得模块的链限定步进可变电压源。
串联模块的链的使用使每个链节转换器能提供电压，该电压可通过将额外的模块接入链中以提供比由每个单独模块提供的电压高的电压而以递增步进得以增加。因而，这种布置使得由每个支路部分的链节转换器提供的电压发生变化，以使得在AC端产生电压波形。
在次级补偿支路或连接至静态同步补偿器的AC网络发生故障而导致在静态同步补偿器中的高故障电流的情况下，链节转换器中的模块的次级开关元件可以被操作用于将模块接入链中，以提供与AC网络电压相反或匹配的电压，并且因而降低静态同步补偿器中的故障电流。
在本发明的实施例中，链节转换器的所述模块或每个模块可包括以全桥布置与各自能量储存装置并联的两对次级开关元件，以限定能够提供正电压或负电压并能在双向引导电流的4-象限双极模块。
4-象限双极模块能提供正电压或负电压的能力意味着每个链节转换器两端的电压可以由提供正电压或负电压的模块的组合来建立。因而，通过控制所述模块在提供正电压或负电压之间交替，各能量储存器中的能量水平可以被维持在最佳水平。
在每个支路部分的链节转换器中使用全桥模块，也使链节转换器能够在AC端提供超过连接至第一和第二DC端的DC网络的DC电压的输出电压。
在本发明的其他实施例中，链节转换器的所述模块或每个模块可以包括以半桥布置与各自能量储存装置并联的一对次级开关元件，以限定能够提供正电压或零电压并能在双向引导电流的2-象限模块。
该能量储存装置或每个能量储存装置可以是能存储和释放其电能以提供电压的任何装置，因而可以包括电容器、燃料电池、蓄电池或具有相关整流器的辅助AC发电机。
这种灵活性在设备可用性可能由于区域的传输困难而变化的不同地点的转换器站设计中是有用的。例如，在离岸风电场上的每个模块的能量储存装置可以是连接至风轮机的辅助AC发电机。
每个支路部分的所述开关元件或每个开关元件优选包括半导体器件，并且可以包括绝缘栅双极型晶体管、栅极可关断晶闸管或集成栅控晶闸管。
每个链节转换器也优选包括至少一个半导体器件，并且可以包括绝缘栅双极型晶体管、栅极可关断晶闸管或集成栅控晶闸管。
半导体器件的使用是有利的，因为这种器件体积小且重量轻，并具有相对低的功率消耗，这使得对制冷设备的需求最小化。因此，这导致功率转换器成本、大小和重量的显著减小。
半导体器件的快速切换特征使静态同步补偿器能快速响应AC网络的AC电压特性的变化。静态同步补偿器的快速响应使引起电力传输设备损坏的AC电压特性的任何浮动的风险最小化。
在本发明的实施例中，静态同步补偿器可以包括多个初级补偿支路，每个支路包括用以连接至多相AC网络的相应相的AC端。
在这种静态同步补偿器中，开关元件和每个转换支路的链节转换器之间的串联独立于其他转换支路的链节转换器之间的串联运行，因此，仅仅直接影响连接至相应AC端的相，并对连接至其他转换支路的相具有有限的影响。
优选地，每个支路部分的链节转换器可操作用于产生抵消在次级补偿支路或AC网络中在使用时由故障产生的电流的电压。
链节模块可以被切换至电路中以提供抵消或匹配使故障电流消失所需的电压，并因而防止对静态同步补偿器元件的损害。如此使用链节模块以进行电压转换和抵消故障电流两者，消除了为了引导和中断故障电流而安装单独保护电路设备的需求。这导致在硬件大小、重量和成本上的节省。
在每个支路中，链节转换器的额定电压和所述开关元件或每个开关元件的额定电压可以相等。然而，在其他实施例中，链节转换器的额定电压和每个支路中的所述开关元件或每个开关元件的额定电压可以不相等，以最优化转换器的成本、大小、重量、效率和/或性能。
第一和第二支路部分中的开关元件优选是可操作用于在同时将链节转换器切入电路中，以重置链节转换器元件中电压的任何漂移。
附图说明
通过非限制性示例，现将参照附图描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1a和图1b以示意性形式显示了无功功率补偿器的现有技术中的静态同步补偿器；
图2显示了根据本发明第一实施例的静态同步补偿器；
图3显示了图2中静态同步补偿器的链节转换器的结构；
图4显示了使用图3所示链节转换器合成50Hz波形；
图5显示了图3所示链节转换器的全桥模块；
图6显示了图2所示静态同步补偿器的AC端的正弦电压波形的产生；以及
图7显示了根据本发明第二实施例的静态同步补偿器。
具体实施方式
在图2中示出根据本发明实施例的静态同步补偿器36。
静态同步补偿器36包括具有第一DC端40、第二DC端42和AC端44的初级补偿支路38，和包括DC链路电容器48的次级补偿支路46。初级补偿支路38限定了第一支路部分50和第二支路部分52，每个支路部分50、52包括开关元件54，在相应的第一DC端40和第二DC端42之一与AC端44之间，该开关元件54与链节转换器56串联。
在图2所示的实施例中，第一和第二支路部分50、52各自的开关元件54连接至AC端44，并且第一和第二支路部分50、52各自的链节转换器56连接至各自的DC端40、42。
在第一和第二支路部分50、52各自的开关元件54与链节转换器56之间的串联意味着：在其他实施例中，它们在AC端44和相应的DC端40、42之间可以按相反顺序连接。
在使用时，AC端44被连接至AC网络58。在其他实施例中，AC端44可以通过一个或多个变压器和/或一个或多个电感器62被连接至AC网络58。
次级补偿支路46被连接在第一和第二DC端40、42之间，以使得次级补偿支路46与初级补偿支路38并联。第一DC端40被连接至DC链路电容器48的正极端，在使用时，该正极端带有+VDC/2的电压，其中VDC是DC链路电容器48的DC电压范围。第二DC端42被连接至DC链路电容器48的负极端，在使用时，该负极端带有-VDC/2的电压。
当静态同步补偿器36被连接至AC网络58时，DC链路电容器48可以用作向AC网络58供应无功功率的源，或者用作从AC网络58吸收无功功率的容器。提供这种功能使得静态同步补偿器36能控制AC网络58的AC电压。
由于静态同步补偿器36在其DC侧未连接至外部DC网络，因此，DC电压不被限制为特定值因而可以变化。DC电压的变化可以被用于提供对静态同步补偿器36和AC网络58之间的无功功率交换的控制。
可以想象，次级补偿支路46可包括在第一和第二DC端40、42之间串联的两个DC链路电容器48，在DC链路电容器48之间的节点设有接地连接。接地连接保证了连接至AC端44的变压器两端为零净DC电压。在其他实施例中，可以想象，接地连接可以被移至与AC端44连接的变压器的中性(星)点。
参照图3，第一和第二支路部分各自的链节转换器56包括串联的模块64的链，每个模块64包括以全桥布置与电容器68并联的两对次级开关元件66a、66b、66c、66d，以形成4-象限双极模块64，该4-象限双极模块可以提供正电压、零电压或负电压，并且在两个方向上均可以引导电流。
次级开关元件66a、66b、66c、66d是可操作的，以使得模块64的链提供步进可变电压源，并且以AC网络的基本频率进行切换。
可以想象，在其他实施例中，每个模块64的电容器68可以被不同能量储存装置所代替，诸如燃料电池、蓄电池或具有相关整流器的辅助AC发电机。
通过改变次级开关元件66a、66b、66c、66d的状态，每个模块64的电容器68可以被旁路或被接入各自的链节转换器56中。
当一对次级开关元件66a、66b、66c、66d被配置为在模块64中形成短路时，模块64的电容器68被旁路，这导致静态同步补偿器中的电流经由该短路并旁路电容器。
当成对的次级开关元件66a、66b、66c、66d被配置为允许补偿器电流流入和流出电容器68时，模块64的电容器68被接入链节转换器56中，该电容器于是能够充电或对其所存储的能量进行放电并提供电压。
因此，可以在链节转换器56的两端建立合成电压，该合成电压通过多个模块64(每个模块64提供其自身的电压)的电容器68接入链节转换器56中而高于来自每个单独模块64的可用电压。
还可以改变用于每个模块64的切换操作的时序，以使得链节转换器56中各模块64的电容器68的接入和/或旁路会导致产生电压波形。在图4中示出使用链节转换器56产生的电压波形的示例，其中，各模块64的电容器68的接入是交错的，以产生50Hz正弦波形。其他波形形状可以通过调节链节转换器56中每个模块64的切换操作时序来产生。
在图3所示的实施例中，每个次级开关元件66a、66b、66c、66d包括伴随有反向并联的二极管的绝缘栅双极型晶体管。
在其他实施例中，可以想象，每个次级开关元件66a、66b、66c、66d可以包括伴随有反向并联的二极管的不同半导体开关(诸如栅极可关断晶闸管或集成栅控晶闸管)
半导体器件的快速切换特性使得静态同步补偿器36快速响应AC网络58的AC电压的任何变化。静态同步补偿器36的快速响应使得导致电力传输设备损坏的AC电压特性任何波动的风险最小化。
每个模块64的次级开关元件66a、66b、66c、66d的状态(图5)决定通过模块64的电流通路，并因此决定模块64所提供的电压。
更具体地，当通过闭合次级开关元件66a、66b或闭合次级开关元件66c、66d而旁路电容器时，模块64提供零电压。
当次级开关元件66a、66d被闭合且次级开关元件66b、66c被断开而使得电流经过次级开关元件66a和66d而流进和流出电容器时，模块64为两个电流方向都提供正电压。
当开关66b和66c闭合且开关66a和66d断开以使得电流经过开关66b和66c而流进和流出电容器时，模块64为两个电流方向都提供负电压。
在每个链节转换器56中模块64的数量通过静态同步补偿器36所需的额定电压而定。
在使用中，第一和第二支路部分50、52的开关元件54和链节转换器56可操作用于将链节转换器56中的每一个切入各自DC端40、42和AC端44之间的电路中或从该电路中切换出。链节转换器56可操作用于在AC端44产生电压波形。
链节转换器56优选的可操作用于利用逐步逼近来产生正弦电压波形。由于链节转换器56能够提供电压步进而提高或降低在AC端44的输出电压，因此链节转换器56适于用于逐步波形的产生。
链节转换器56能够产生不同波形形状的能力使静态同步补偿器36能应付网络条件变化所引起的AC电压特性的不同变化。此外，提供链节转换器56使静态同步补偿器36可以与AC网络58连续交换无功功率，这是因为链节转换器56的开关操作可以变化，以匹配AC网络58变化的需求，但完全不需要断开。
如前所述，在链节模块64中的开关操作可以被配置为使得电容器68的接入和旁路被交错，以形成正弦波形的逐步逼近，如图4所示。电压波形的逐步逼近可以通过使用更多具有更低电压电平的模块64来增加电压步进的数量而得到改善，如图6所示。这还可以被用来增加静态同步补偿器36和AC网络58之间的无功功率交换的精确度，以提供各自AC相电压的平滑轮廓。
当第二支路部分52的开关元件54断开时，第一支路部分50的开关元件54闭合。对第一支路部分50中的链节转换器56进行控制以提供+VDC/2的电压，以使得其与DC链路电容器48的正极端的电压相反。AC端44的输出电压因此为零伏特，即，正极端的正DC电压(+VDC/2)和负极端的负DC电压(-VDC/2)之间的中点。任何未使用的链节模块64被维持为旁路模式。
为了产生正弦电压波形的正电压分量76，通过减少链节转换器56中模块64的所接入电容器68的数量从而降低链节转换器电压，输出电压被缓慢降低。链节转换器电压的改变可以从AC端44的输出电压的逐步增量中看出。在正电压分量76的峰值，链节转换器56可以被旁路以产生与正DC电压(+VDC/2)相等的峰值74，或者其可以产生增加DC链路电容器48的正DC电压的电压。因此，如果希望，所产生的正电压分量76可以具有高于DC链路电容器48的正DC电压的峰值74。
在产生正弦电压波形的正电压分量76的期间，第二支路部分52两端的电压等于输出电压和DC链路电容器48的负极端的负DC电压-VDC/2之间的差。
随后，通过控制链节转换器56两端的组合电压，控制第一支路部分50的链节转换器56以逐步降低的形式降低输出电压，直至输出电压变回为零70。
在输出电压变回为零70时，当第二支路部分52中的开关元件54被闭合时并且在第一支路部分50中的开关元件54被断开之前，第一支路部分50中的开关元件54可以保持闭合。该临时的重叠时期提供了连接与DC链路电容器48直接并联的多个模块64的方法，并提供了重置电容器电压电平的任何漂移的便利方法。
DC链路电容器48的完整电压范围VDC在两个开关元件54从一个状态至另一个状态的切换操作期间由在两个支路部分50、52中的链节转换器56所提供的电压相抵。
对第一支路部分50中的链节转换器56进行控制以提供+VDC/2的电压，而对第二支路部分52中的链节转换器56进行控制以提供-VDC/2的电压。结果，当开关元件54从一个状态转换为另一状态时，第一和第二支路50、52的开关元件54两端具有零电压或最小电压。每个支路部分50、52的开关元件54两端的低电压导致低的切换损耗。
正弦波形的负电压分量78的产生类似于正电压分量76的产生，除了以下之外：第一支路部分50的开关元件54保持断开，且第二支路部分52的开关元件54保持闭合，并且电压波形的产生是通过第二支路部分52的链节转换器56中模块64的接入和旁路所导致的。
在正弦电压波形的负电压分量78的产生期间，第一支路部分50两端的电压等于输出电压和DC链路电容器48的正极端的正DC电压+VDC/2之间的差。
当支路部分的开关元件54处于断开状态时，开关元件54的额定电压是AC端44的峰值输出电压和相同支路部分的链节转换器56的最大电压容量之间的差。例如，当峰值输出电压为+VDC/2时，开关元件54和第二支路部分52的链节转换器56两端的电压等于VDC，其为峰值输出电压和DC链路电容器48的负极端的负DC电压之间的差。因此，如果峰值输出电压超过DC链路电容器48的DC电压，第二支路部分52必须具有能够支持高于VDC电压电平的电压容量。
每个支路部分50、52的电压容量是各自链节转换器56的电压容量和各自开关元件54的额定电压的组合，并且，如果希望，可以以不对称的方式分布。
每个链节转换器56的电压容量通过增加链节模块64的数量或增加各电容器和半导体开关元件54中的每一个的电压而被最大化。因而，如果链节转换器56的电压容量接近VDC，开关元件54所需的额定电压可以降低。开关元件54的额定电压的减小在一些应用中是有利的，因为这使得允许使用能够经受比AC网络58和/或DC链路电容器48更低或低很多的电压的开关元件54。
然而，还可以想到，具有更高额定电压的开关元件54可以被用于每个支路部分50、52中以使得在每个支路部分50、52中的链节转换器56所需的电压容量可以降低。这意味着在每个链节转换器56中模块64的数量可以减少，这导致相当大地降低静态同步补偿器36的大小和重量。
在本发明的实施例中，全桥模块64的次级开关元件66a、66b、66c、66d可以被配置为提供相反方向的电压，以使得AC端44的输出电压超过DC链路电容器48的正极端和负极端的电压电平。这对于静态同步补偿器36的给定额定电流导致更大的输出功率。
全桥模块64提供正电压或负电压的能力意味着每个链节转换器56两端的电压可以由提供正电压或负电压(而不是仅提供正电压的)的模块64的组合而建立。因此，通过控制模块64以在提供正电压或负电压之间交替，在各电容器68中的电压电平可以被维持在最佳水平。
在次级补偿支路46发生故障导致静态同步补偿器36中的高故障电流的情况下，一个或其他链节转换器56的每个模块64的次级开关元件66a、66b、66c、66d可以被操作以接入全桥模块64以提供与AC网络58的驱动电压相反的电压，并且，因而降低静态同步补偿器36中的故障电流。
例如，在DC链路电容器48两端发生的短路导致正极端和负极端的两个电压跌至零伏特。当这发生时，高故障电流可以从AC网络58流经初级补偿器分38的第一支路部分50，并且经由短路和相邻相的第二支路部分52返回到AC网络58
短路的低阻抗意味着流过静态同步补偿器36的故障电流可以超过静态同步补偿器36的额定电流。
通过抵消来自AC网络58的驱动电压，可使故障电流最小化。这是通过配置每个链节模块64的次级开关元件66a、66b、66c、66d以使得模块64被接入各自的链节转换器56中以提供抵消并从而降低驱动电压的电压而实现的。
在每个链节转换器56中使用全桥模块64的实施例中，每个模块64能够提供电压来抵消AC驱动电压，这是因为模块64能够提供正电压或负电压，并且能够在两个方向上引导电流。
当AC网络58发生故障时，AC网络58的电压可以被降低至比静态同步补偿器36的输出电压更低的值。当这发生时，高故障电流可以从转换器流入AC网络58中的故障部分。通过配置每个链节模块64的次级开关元件66a、66b、66c、66d以使得模块64被接入各自链节转换器56中以提供与AC网络58的当前电压相匹配的电压并从而防止静态同步补偿器36和AC网络58之间的电流，可使该故障电流最小化。
图2中所示的静态同步补偿器36适于连接在多相AC网络58的一个相上。
在诸如图7中所示的其他实施例中，静态同步补偿器36可以包括多个初级补偿支路38，每个初级补偿支路38包括AC端44用以连接至多相AC网络58的单独相上。在这种实施例中，所提供的初级补偿支路38的数量取决于AC网络58的相数目。
图7所示的静态同步补偿器36包括三个初级补偿支路38，以使得静态同步补偿器36能够与三相AC网络58一起使用。
每个初级补偿支路38包括第一DC端40和第二DC端42以及AC端44。每个初级补偿支路38还限定第一支路部分50和第二支路部分52，每个支路部分50、52包括开关元件54，该开关元件54在相应的第一和第二DC端40、42之一与AC端44之间与链节转换器56串联。
第一和第二支路部分50、52各自的开关元件54被连接至各自的AC端44，并且第一和第二支路部分50、52各自的链节转换器56被连接至各自的第一和第二DC端40、42。
在开关元件54和第一和第二支路部分50、52各自的链节转换器56之间的串联意味着：在其他实施例中，它们可以在AC端44和各自DC端40、42之间以相反顺序连接。
在使用中，每个AC端44被连接至三相AC网络58中相应的相。在其他实施例中，通过一个或多个变压器60和/或一个或多个电感器62，每个AC端44可以被连接至三相AC网络58中相应的相。
次级补偿支路46被连接在第一和第二DC端40、42之间，以使得次级补偿支路46与初级补偿支路38并联。每个第一DC端40被连接至DC链路电容器48的带有+VDC/2电压的正极端，其中，VDC是DC链路电容器48的DC电压范围。每个第二DC端42被连接至DC链路电容器48的带有-VDC/2电压的负极端。
每个初级补偿支路38的第一和第二支路部分50、52的开关元件54在使用中可操作用于将链节转换器56切入相应的DC端40、42和AC端44之间的电路中或从该电路中切换出。每个初级补偿支路38的链节转换器56可操作用于在各自AC端44上产生电压波形，以使得生成三相电压波形。
三相静态同步补偿器36的控制与单相静态同步补偿器36的上述控制相似，这是由于初级补偿支路38中开关元件54和链节转换器56的串连组合的操作仅直接影响与该初级补偿支路38连接的相，并且对连接至其他初级补偿支路38上的相具有有限的影响。

Claims (15)

1.一种用于无功功率补偿的静态同步补偿器(36)，所述静态同步补偿器包含：
包括第一DC端(40)和第二DC端(42)的至少一个初级补偿支路(38)和在使用中用以连接AC网络(58)的AC端(44)，所述初级补偿支路限定第一支路部分(50)和第二支路部分(52)，每个支路部分包括至少一个开关元件(54)，所述开关元件与链节转换器(56)在公共点串联，所述公共点仅由所述开关元件(54)和所述链节转换器(56)共享，所述开关元件和链节转换器被设置在相应的所述第一DC端和第二DC端之一和所述AC端之间，所述第一和第二支路部分的所述开关元件可操作用于将各自的链节转换器切入各自的DC端和所述AC端之间的电路中或从该电路切换出，并且所述链节转换器可操作用于在所述AC端产生电压波形；以及
包括连接在所述第一和第二DC端之间的至少一个DC链路电容器(48)的次级补偿支路(46)，所述次级补偿支路与所述初级补偿支路并联；
其中，每个链节转换器当各自的所述支路部分被从电路中切换出时可操作用于产生电压以抵消所述支路部分两端的电压并因而使各自的所述开关元件两端的电压最小化。
2.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，所述次级补偿支路(46)包括串联的两个DC链路电容器，所述DC链路电容器之间的节点在使用中被接地连接。
3.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，所述次级补偿支路包括具有中心抽头的DC链路电容器，所述中心抽头在使用中被接地连接。
4.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，每个所述支路部分的所述链节转换器包括串联的模块(64)的链，每个所述模块包括与能量储存装置并联的至少一对次级开关元件，所述次级开关元件在使用中可操作用于使得所述模块的链限定步进可变电压源。
5.根据权利要求4所述的静态同步补偿器，其中，所述链节转换器的所述模块包括以全桥布置方式与各自的所述能量储存装置(68)并联的两对次级开关元件(66a、66b、66c、66d)，以限定能够提供正电压或负电压并能在双向引导电流的4-象限双极模块。
6.根据权利要求4所述的静态同步补偿器，其中，所述链节转换器的所述模块包括以半桥布置方式与各自的所述能量储存装置并联的一对次级开关元件，以限定能够提供正电压或零电压并能在双向引导电流的2-象限模块。
7.根据权利要求4所述的静态同步补偿器，其中，所述能量储存装置包括电容器、燃料电池、蓄电池或具有相关整流器的辅助AC发电机。
8.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，每个支路部分的所述开关元件包括半导体器件。
9.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，每个支路部分的所述链节转换器包括至少一个半导体器件。
10.根据权利要求8所述的静态同步补偿器，其中，所述半导体器件包括绝缘栅双极型晶体管、栅极可关断晶闸管或集成栅控晶闸管。
11.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，包括多个所述初级补偿支路，每个初级补偿支路包括在使用中用以连接多相AC网络的相应相的AC端。
12.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，每个所述支路部分的链节转换器可操作用于产生电压以抵消在所述次级补偿支路或AC网络中在使用时由故障产生的电流。
13.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，在每个所述支路部分中，所述链节转换器的额定电压和所述开关元件的额定电压相等。
14.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，在每个所述支路部分中，所述链节转换器的额定电压和所述开关元件的额定电压不相等。
15.根据权利要求1所述的静态同步补偿器，其中，在所述第一和第二支路部分中的所述开关元件可操作用于将所述链节转换器同时切入电路中，以重置在所述链节转换器元件中电压的任何漂移。
CN201080065288.0A 2010-03-15 2010-03-15 具有多级转换器的静止无功补偿器 Expired - Fee Related CN102792544B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/053290 WO2011113471A1 (en) 2010-03-15 2010-03-15 Static var compensator with multilevel converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102792544A CN102792544A (zh) 2012-11-21
CN102792544B true CN102792544B (zh) 2016-01-20

Family

ID=43384492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080065288.0A Expired - Fee Related CN102792544B (zh) 2010-03-15 2010-03-15 具有多级转换器的静止无功补偿器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9130458B2 (zh)
EP (1) EP2548277B1 (zh)
JP (1) JP5509348B2 (zh)
KR (1) KR20130006613A (zh)
CN (1) CN102792544B (zh)
CA (1) CA2791082A1 (zh)
DK (1) DK2548277T3 (zh)
WO (1) WO2011113471A1 (zh)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2764504C (en) 2009-06-15 2016-08-23 David Trainer Dc voltage source converter
CA2764507C (en) * 2009-06-22 2017-05-02 William Crookes Voltage source converter
CA2768750C (en) 2009-07-31 2017-01-31 Areva T&D Uk Limited Configurable hybrid converter circuit
WO2011098117A1 (en) 2010-02-09 2011-08-18 Areva T&D Uk Limited Converter for high voltage dc dc transmission
US9130458B2 (en) 2010-03-15 2015-09-08 Alstom Technology Ltd. Static VAR compensator with multilevel converter
CN103081335B (zh) 2010-04-08 2016-01-06 阿尔斯通技术有限公司 混合hvdc转换器
KR101719393B1 (ko) 2010-04-15 2017-03-23 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 하이브리드 2-레벨 및 멀티레벨 ｈｖｄｃ 컨버터
CA2802933C (en) 2010-06-18 2018-01-02 Alstom Technology Ltd Converter for hvdc transmission and reactive power compensation
CN103141018B (zh) 2010-07-30 2015-12-16 阿尔斯通技术有限公司 包括用于处理dc侧短路的全桥单元的hvdc转换器
KR20130100285A (ko) 2010-08-24 2013-09-10 알스톰 테크놀러지 리미티드 영상 덤프 저항에 연결된 중성점을 갖는 ｈｖｄｃ 컨버터
KR20130132451A (ko) 2010-10-27 2013-12-04 알스톰 테크놀러지 리미티드 모듈 다중레벨 컨버터
DE102011076515A1 (de) * 2011-05-26 2012-11-29 Robert Bosch Gmbh Energiespeichereinrichtung und System mit Energiespeichereinrichtung
EP2719062B1 (en) 2011-06-08 2018-02-28 General Electric Technology GmbH High voltage dc/dc converter with cascaded resonant tanks
CN103891121B (zh) 2011-08-01 2016-11-23 阿尔斯通技术有限公司 直流-直流转换器组件
US9209693B2 (en) 2011-11-07 2015-12-08 Alstom Technology Ltd Control circuit for DC network to maintain zero net change in energy level
EP2781015B1 (en) 2011-11-17 2016-11-02 General Electric Technology GmbH Hybrid ac/dc converter for hvdc applications
DE102012202173B4 (de) * 2012-02-14 2013-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines mehrphasigen, modularen Multilevelstromrichters
WO2013127461A1 (en) 2012-03-01 2013-09-06 Alstom Technology Ltd Control circuit
IN2014MN02058A (zh) * 2012-03-22 2015-08-21 Alstom Technology Ltd
EP2782239A1 (en) * 2013-03-21 2014-09-24 Alstom Technology Ltd Power electronic converter
JP6253258B2 (ja) * 2013-05-24 2017-12-27 株式会社東芝 電力変換装置
EP2814166B1 (en) * 2013-06-10 2017-11-15 General Electric Technology GmbH An alternate arm converter
CN103337862A (zh) * 2013-06-13 2013-10-02 国家电网公司 级联静止同步补偿器的改进基频调制方法
DE102013109714A1 (de) * 2013-09-05 2015-03-05 Ge Energy Power Conversion Gmbh Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung sowie elektrische Schaltung
GB2518686A (en) * 2013-09-30 2015-04-01 Alstom Technology Ltd An electrical assembly
GB2518853B (en) * 2013-10-02 2016-01-27 Alstom Technology Ltd Voltage source converter
US11431262B2 (en) * 2014-06-06 2022-08-30 Kevin Stephen Davies Power conversion method and system
UA109619C2 (uk) * 2014-10-13 2015-09-10 Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі (варіанти)
US10468977B2 (en) * 2014-11-13 2019-11-05 The University Of Hong Kong Power controller and power control method
GB2537608B (en) * 2015-04-17 2019-05-22 General Electric Technology Gmbh Improvements in or relating to voltage source converters
US10903653B2 (en) 2015-12-08 2021-01-26 Smart Wires Inc. Voltage agnostic power reactor
US10418814B2 (en) 2015-12-08 2019-09-17 Smart Wires Inc. Transformers with multi-turn primary windings for dynamic power flow control
US10008317B2 (en) 2015-12-08 2018-06-26 Smart Wires Inc. Voltage or impedance-injection method using transformers with multiple secondary windings for dynamic power flow control
US10180696B2 (en) 2015-12-08 2019-01-15 Smart Wires Inc. Distributed impedance injection module for mitigation of the Ferranti effect
US10199150B2 (en) 2015-12-10 2019-02-05 Smart Wires Inc. Power transmission tower mounted series injection transformer
KR101857570B1 (ko) 2015-12-30 2018-05-15 주식회사 효성 모듈러 멀티레벨 컨버터 및 이의 ｄｃ 고장 차단 방법
US10097037B2 (en) 2016-02-11 2018-10-09 Smart Wires Inc. System and method for distributed grid control with sub-cyclic local response capability
US10218175B2 (en) 2016-02-11 2019-02-26 Smart Wires Inc. Dynamic and integrated control of total power system using distributed impedance injection modules and actuator devices within and at the edge of the power grid
CN105576671A (zh) * 2016-03-04 2016-05-11 国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司 基于模块化多电平换流器的无功补偿装置及无功补偿方法
CN105576672A (zh) * 2016-03-04 2016-05-11 国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司 多电平静止无功补偿器
US10651633B2 (en) 2016-04-22 2020-05-12 Smart Wires Inc. Modular, space-efficient structures mounting multiple electrical devices
US10468880B2 (en) 2016-11-15 2019-11-05 Smart Wires Inc. Systems and methods for voltage regulation using split-conductors with loop current reduction
DE102016125720A1 (de) 2016-12-27 2018-06-28 Universität der Bundeswehr München Niedervoltauskopplung aus einem modularen Energiespeicher-Umrichtersystem
EP3570425A4 (en) * 2017-01-13 2020-08-05 Mitsubishi Electric Corporation POWER CONVERSION DEVICE AND DC TRANSMISSION SYSTEM
US10840822B2 (en) * 2017-06-21 2020-11-17 Abb Schweiz Ag Control of MMC during fault
US10666038B2 (en) 2017-06-30 2020-05-26 Smart Wires Inc. Modular FACTS devices with external fault current protection
US10756542B2 (en) 2018-01-26 2020-08-25 Smart Wires Inc. Agile deployment of optimized power flow control system on the grid
KR102501186B1 (ko) * 2018-04-03 2023-02-20 엘에스일렉트릭(주) 무효전력보상장치, 방전시스템 및 방전시스템의 방전 동작 방법
RU2675620C1 (ru) * 2018-05-08 2018-12-21 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения
CN113474986B (zh) * 2019-02-27 2022-06-03 日立能源瑞士股份公司 用于mmc的换流器单元、mmc及其控制方法
KR102524800B1 (ko) * 2020-12-10 2023-04-24 엘에스일렉트릭(주) 모듈형 멀티레벨 컨버터 및 그의 동작 방법
CN112688582A (zh) * 2021-01-19 2021-04-20 穆罕默德·胡马云 基于混合开关的级联对称飞跨电容器式拓扑静态补偿器
EP4135186A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-15 ABB E-mobility B.V. Bi-directional medium voltage to low voltage converter topology

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594045A (zh) * 2009-07-06 2009-12-02 中国电力科学研究院 一种模块化多电平换流器的特定消谐方法

Family Cites Families (122)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE370297B (zh) 1973-02-02 1974-10-07 Asea Ab
US3867643A (en) 1974-01-14 1975-02-18 Massachusetts Inst Technology Electric power converter
US4053820A (en) 1976-01-29 1977-10-11 Wisconsin Alumni Research Foundation Active filter
US4663702A (en) 1984-10-12 1987-05-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Power converter apparatus and control method thereof
US4636907A (en) 1985-07-11 1987-01-13 General Electric Company Arcless circuit interrupter
US4816736A (en) 1987-03-12 1989-03-28 Globe-Union Inc. Polyphase alternator and dual voltage battery charging system for multiple voltage loads
CA2003191A1 (en) 1988-11-21 1990-05-21 Shigeki Tezuka Electric power supply system for automobile
US5164872A (en) 1991-06-17 1992-11-17 General Electric Company Load circuit commutation circuit
US5499178A (en) 1991-12-16 1996-03-12 Regents Of The University Of Minnesota System for reducing harmonics by harmonic current injection
US5345375A (en) 1991-12-16 1994-09-06 Regents Of The University Of Minnesota System and method for reducing harmonic currents by current injection
WO1993023913A1 (en) 1992-05-11 1993-11-25 Electric Power Research Institute Optimized high power voltage sourced inverter system
US5339210A (en) 1992-07-22 1994-08-16 General Electric Company DC circuit interrupter
DE4317965A1 (de) 1993-05-28 1994-12-01 Siemens Ag Hybrider Leistungsschalter
GB2285523B (en) 1994-01-08 1997-10-15 Gec Alsthom Ltd Improvements in or relating to multilevel convertors
DE9416048U1 (de) 1994-10-06 1996-02-01 Siemens Ag Vorrichtung zur Erhöhung der Grundschwingungs-Leistungsausbeute eines selbstgeführten Wechselrichters
GB2294821A (en) 1994-11-04 1996-05-08 Gec Alsthom Ltd Multilevel converter
JP3465454B2 (ja) 1995-04-24 2003-11-10 株式会社デンソー 発電装置
JPH08336238A (ja) 1995-06-06 1996-12-17 Nippondenso Co Ltd 車両用電源システム
SE504522C2 (sv) 1995-07-06 1997-02-24 Asea Brown Boveri Kraftöverföring med högspänd likström innefattande fler än två strömriktarstationer
DE19634905A1 (de) 1996-08-29 1998-03-05 Abb Patent Gmbh Gleichrichterschaltung
CA2184663A1 (en) 1996-09-03 1998-03-04 John C. Salmon Harmonic correction of 3-phase rectifiers and converters
SE514498C2 (sv) 1997-03-13 2001-03-05 Abb Ab Styrutrustning för ett aktivt filter samt HVDC-anläggning innefattande sådan styrutrustning
SE514920C2 (sv) 1997-03-24 2001-05-14 Abb Ab Elkraftanläggning med lik- och växelspänningsnät innefattande detektering av obalanstillstånd hos strömriktare
SE510597C2 (sv) 1997-03-24 1999-06-07 Asea Brown Boveri Anläggning för överföring av elektrisk effekt
US5892677A (en) 1997-06-02 1999-04-06 Reliance Electric Industrial Company Adaptive overlapping communication control of modular AC-AC converter and integration with device module of multiple AC-AC switches
JP3700386B2 (ja) 1998-04-15 2005-09-28 株式会社日立製作所 エネルギー・電力融通システム
EP0986165B1 (en) 1998-09-08 2005-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Power conversion system
US6320767B1 (en) 1998-12-18 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Inverter apparatus
US6236580B1 (en) 1999-04-09 2001-05-22 Robicon Corporation Modular multi-level adjustable supply with series connected active inputs
US6301130B1 (en) 1999-09-01 2001-10-09 Robicon Corporation Modular multi-level adjustable supply with parallel connected active inputs
EP1273091B1 (en) 2000-03-18 2009-06-24 Areva T&D Sa An improved electrical substation
US6392348B1 (en) 2000-11-17 2002-05-21 Johnson Controls Technology Co. Dual voltage alternator using center-tap regulation
SE518070C2 (sv) 2000-12-20 2002-08-20 Abb Ab VSC-strömriktare
US6847531B2 (en) 2001-01-02 2005-01-25 General Electric Company System and method for regenerative PWM AC power conversion
DE10103031B4 (de) 2001-01-24 2011-12-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Stromrichterschaltung
SE521243C2 (sv) 2001-02-07 2003-10-14 Abb Ab Omriktaranordning samt förfarande för styrning av en sådan
GB0103748D0 (en) 2001-02-15 2001-04-04 Univ Northumbria Newcastle A Hybrid fault current limiting and interrupting device
DE10114075B4 (de) 2001-03-22 2005-08-18 Semikron Elektronik Gmbh Stromrichterschaltungsanordnung für Generatoren mit dynamisch veränderlicher Leistungsabgabe
SE521885C2 (sv) 2001-04-11 2003-12-16 Abb Ab Strömriktare
FR2834143B1 (fr) 2001-12-20 2004-02-27 Thales Sa Hacheur serie a commutation synchrone
US6603675B1 (en) 2002-01-17 2003-08-05 Abb Ab Apparatus and a method for voltage conversion
KR100654487B1 (ko) 2003-09-09 2006-12-05 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 컨버터 회로, 모터 구동 장치, 압축기, 공기 조화기,냉장고, 전기 세탁기, 송풍기, 전기 청소기 및 히트펌프급탕기
GB0325067D0 (en) 2003-10-27 2003-12-03 Goodrich Actuation Systems Ltd Multi-pulse converter circuits
US6969967B2 (en) * 2003-12-12 2005-11-29 Ut-Battelle Llc Multi-level dc bus inverter for providing sinusoidal and PWM electrical machine voltages
FR2864372A1 (fr) 2003-12-19 2005-06-24 Hispano Suiza Sa Convertisseur 12 alternances comportant une self de filtrage integre au redresseur
EP1562279A3 (en) 2004-02-06 2005-11-02 HONDA MOTOR CO., Ltd. DC/DC converter and program
GB2418079B (en) 2004-09-10 2007-12-12 Areva T & D Uk Ltd Convertible high voltage direct current installation
GB2419043A (en) 2004-09-27 2006-04-12 Areva T & D Uk Ltd DC transmission system with variable current and voltage
US7199535B2 (en) 2005-01-26 2007-04-03 General Motors Corporation Doubled-ended inverter drive system topology for a hybrid vehicle
DE102005040432A1 (de) 2005-08-25 2007-03-01 Rwth Aachen Strombegrenzender Schalter
DE102005040549A1 (de) 2005-08-26 2007-03-15 Siemens Ag Pulswiderstand
DE102005042319A1 (de) 2005-09-06 2007-03-08 Siemens Ag Weitspannungs-Umrichter
US7969755B2 (en) 2005-09-09 2011-06-28 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for electrical power transmission
CA2622089A1 (en) 2005-09-09 2007-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for electrical power transmission
DE102005045090B4 (de) 2005-09-21 2007-08-30 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
JP2007089358A (ja) 2005-09-26 2007-04-05 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機の制御装置
US7274576B1 (en) 2006-03-01 2007-09-25 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power converter with reduced common mode voltage
WO2007129456A1 (ja) 2006-04-25 2007-11-15 Mitsubishi Electric Corporation 電力変換装置
KR100795752B1 (ko) 2006-07-06 2008-01-21 명지대학교 산학협력단 펄스다중화 보조회로를 이용한 전압원 컨버터의 직류송전시스템
DE102007003172B4 (de) 2006-08-08 2011-06-01 Siemens Ag Dieselelektrisches Antriebssystem
US8144488B2 (en) 2006-08-25 2012-03-27 Abb Technology Ltd. Voltage source converter station
JP2008125310A (ja) 2006-11-15 2008-05-29 Sakae Shibazaki スイッチング電源装置
CN101548458B (zh) 2006-12-08 2012-08-29 西门子公司 具有分布式储能器的模块化变流器的控制
ES2369291T3 (es) 2006-12-08 2011-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Dispositivo para la transformación de una corriente eléctrica.
FR2910197B1 (fr) 2006-12-13 2009-02-06 Messier Dowty Sa Sa Alimentation a deux onduleurs en serie pour actionneur electromecanique polyphase
WO2008086760A1 (de) * 2007-01-17 2008-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Ansteuerung eines phasenmodulzweiges eines multilevel-stromrichters
US20080258661A1 (en) 2007-04-23 2008-10-23 Nagashima James M Inverter topology for an electric motor
ZA200804390B (en) 2007-05-22 2009-06-24 Hecker Electronica De Potencia Electric transformer-rectifier
US8026691B2 (en) 2007-07-30 2011-09-27 GM Global Technology Operations LLC Double ended inverter system with a cross-linked ultracapacitor network
WO2009030275A1 (en) 2007-09-05 2009-03-12 Abb Technology Ag Voltage source converter for high voltage direct current power transmission
EP2043243A1 (de) 2007-09-27 2009-04-01 ABB Schweiz AG Umrichterschaltung sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Umrichterschaltung
US7710082B2 (en) 2007-10-18 2010-05-04 Instituto Potosino De Investigacion Cientifica Y Technologica (Ipicyt) Controller for the three-phase cascade multilevel converter used as shunt active filter in unbalanced operation with guaranteed capacitors voltages balance
JP5527497B2 (ja) 2008-01-11 2014-06-18 富士電機株式会社 交流電動機駆動回路及び電気車駆動回路
DE102008014898B4 (de) 2008-03-19 2018-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern bei niedrigen Ausgangsfrequenzen
WO2009149743A1 (en) 2008-06-09 2009-12-17 Abb Technology Ag A voltage source converter
DE102008045247A1 (de) 2008-09-01 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Umrichter mit verteilten Bremswiderständen
WO2010025758A1 (de) 2008-09-05 2010-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung mit einem umrichter
WO2010040388A1 (en) 2008-10-07 2010-04-15 Abb Technology Ag Multilevel converter and method for compensating active and reactive power in a high voltage network
AU2008363966B2 (en) 2008-11-07 2015-08-13 Abb Power Grids Switzerland Ag Chain-link converter, method for starting chain-link converter and static compensator system
US8188720B2 (en) 2008-11-14 2012-05-29 Ford Global Technologies, Llc Multi-phase DC-DC converter control
EP2380255B1 (en) 2008-12-17 2018-05-09 ABB Schweiz AG A method of upgrading a plant for transmitting electric power and such a plant
EP2202863A1 (de) 2008-12-29 2010-06-30 Siemens Aktiengesellschaft Multilevelconverter als Blindleistungskompensator mit Wirkleistungssymmetrisierung
DE112009004353B4 (de) 2009-01-13 2019-08-22 Mitsubishi Electric Corporation Stromumwandlungsvorrichtung
EP2394357B1 (en) 2009-02-09 2018-05-02 General Electric Technology GmbH Converter
WO2010116806A1 (ja) 2009-03-30 2010-10-14 株式会社日立製作所 電力変換装置
FR2943792B1 (fr) 2009-03-30 2011-05-06 Areva T & D Sa Capteur de courant en forme d'un cable a attacher en boucle
EP2443734A1 (en) 2009-06-15 2012-04-25 Alstom Grid UK Limited Converter
WO2010145688A1 (en) 2009-06-15 2010-12-23 Areva T&D Uk Limited Converter control
CA2764504C (en) 2009-06-15 2016-08-23 David Trainer Dc voltage source converter
CA2764507C (en) 2009-06-22 2017-05-02 William Crookes Voltage source converter
US9455575B2 (en) 2009-07-31 2016-09-27 Alstom Technology, Ltd. Converter with active fault current limitation
CA2768750C (en) 2009-07-31 2017-01-31 Areva T&D Uk Limited Configurable hybrid converter circuit
US8837176B2 (en) 2009-08-03 2014-09-16 Alstom Technology, Ltd. Converter with reactive power compensation
WO2011029480A1 (en) 2009-09-11 2011-03-17 Abb Research Ltd Fault current limitation in dc power transmission systems
WO2011042050A1 (en) 2009-10-06 2011-04-14 Abb Research Ltd Modified voltage source converter structure
CN102696087B (zh) 2009-10-13 2015-07-08 Abb研究有限公司 混合式断路器
EP2494687B1 (en) 2009-10-29 2018-08-01 General Electric Technology GmbH High voltage ac-dc converter
WO2011098117A1 (en) 2010-02-09 2011-08-18 Areva T&D Uk Limited Converter for high voltage dc dc transmission
DE102010007452A1 (de) 2010-02-10 2011-08-11 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Schaltentlastung für einen Trennschalter
CN101795072A (zh) 2010-03-03 2010-08-04 中国科学院电工研究所 一种高压直流-直流电力电子变压器
US9130458B2 (en) 2010-03-15 2015-09-08 Alstom Technology Ltd. Static VAR compensator with multilevel converter
EP2567455B1 (en) 2010-03-23 2017-06-28 ABB Schweiz AG A voltage source converter and a method for fault handling thereof
CN103081335B (zh) 2010-04-08 2016-01-06 阿尔斯通技术有限公司 混合hvdc转换器
KR101719393B1 (ko) 2010-04-15 2017-03-23 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 하이브리드 2-레벨 및 멀티레벨 ｈｖｄｃ 컨버터
WO2011141054A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Abb Technology Ag A high voltage dc breaker apparatus
CA2802933C (en) 2010-06-18 2018-01-02 Alstom Technology Ltd Converter for hvdc transmission and reactive power compensation
EP2594015B1 (en) 2010-07-15 2015-03-04 ABB Technology AG Cell based dc/dc converter
CN103141018B (zh) 2010-07-30 2015-12-16 阿尔斯通技术有限公司 包括用于处理dc侧短路的全桥单元的hvdc转换器
KR20130100285A (ko) 2010-08-24 2013-09-10 알스톰 테크놀러지 리미티드 영상 덤프 저항에 연결된 중성점을 갖는 ｈｖｄｃ 컨버터
DE102010046142A1 (de) 2010-09-15 2012-03-15 Converteam Gmbh Modularer Schalter für einen elektrischen Umrichter, elektrischer Umrichter sowie Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Umrichters
KR20130132451A (ko) 2010-10-27 2013-12-04 알스톰 테크놀러지 리미티드 모듈 다중레벨 컨버터
US20120120697A1 (en) 2010-11-13 2012-05-17 Cuks, Llc. Three-phase isolated rectifer with power factor correction
EP2719062B1 (en) 2011-06-08 2018-02-28 General Electric Technology GmbH High voltage dc/dc converter with cascaded resonant tanks
EP2727234B1 (en) 2011-06-29 2016-09-14 General Electric Technology GmbH Converter
CN103891121B (zh) 2011-08-01 2016-11-23 阿尔斯通技术有限公司 直流-直流转换器组件
CN102957151A (zh) 2011-08-22 2013-03-06 台达电子企业管理（上海）有限公司 一种用于可再生能源系统的功率补偿装置及其方法
KR20140092399A (ko) 2011-11-15 2014-07-23 알스톰 테크놀러지 리미티드 전력 전자 모듈
EP2781015B1 (en) 2011-11-17 2016-11-02 General Electric Technology GmbH Hybrid ac/dc converter for hvdc applications
US8687388B2 (en) 2012-01-31 2014-04-01 Delta Electronics, Inc. Three-phase soft-switched PFC rectifiers
WO2013127461A1 (en) 2012-03-01 2013-09-06 Alstom Technology Ltd Control circuit
CN104272416A (zh) 2012-03-01 2015-01-07 阿尔斯通技术有限公司 复合的高压dc断路器
US20150116881A1 (en) 2012-03-01 2015-04-30 Alstom Technology Ltd High voltage dc circuit breaker apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594045A (zh) * 2009-07-06 2009-12-02 中国电力科学研究院 一种模块化多电平换流器的特定消谐方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2548277A1 (en) 2013-01-23
EP2548277B1 (en) 2015-10-07
KR20130006613A (ko) 2013-01-17
JP5509348B2 (ja) 2014-06-04
US9130458B2 (en) 2015-09-08
CA2791082A1 (en) 2011-09-22
DK2548277T3 (en) 2016-01-11
US20130094264A1 (en) 2013-04-18
CN102792544A (zh) 2012-11-21
WO2011113471A1 (en) 2011-09-22
JP2013522737A (ja) 2013-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102792544B (zh) 具有多级转换器的静止无功补偿器
CN102460933B (zh) 变换器
Ali et al. Recent advancements in submodule topologies and applications of MMC
CN102859861B (zh) 可配置的混合转换器电路
CN103026603B (zh) 用于hvdc传输和无功功率补偿的转换器
EP2494687B1 (en) High voltage ac-dc converter
CN103141018B (zh) 包括用于处理dc侧短路的全桥单元的hvdc转换器
EP2556585B1 (en) Hybrid hvdc converter
CN103190070B (zh) 具有连接到中性点的零序移能电阻器的hvdc变换器
US20160141962A1 (en) Converter
WO2013037400A1 (en) M2lc system with dual mode operation for energy transfer and reactive power compensation
Ng et al. Offshore renewable plant HVDC power collector and distributor

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: Baden, Switzerland

Applicant after: Alstom Technology Ltd.

Address before: Baden, Switzerland

Applicant before: Alstom Technology Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160120

Termination date: 20170315