CN102893507B - Ac/dc转换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种AC/DC转换器，其包括在AC/DC转换器的第一和第二DC连接端子之间串联连接的至少两个相支路，其中每个相支路包括：AC连接，具有被布置成将该相支路连接到AC系统的相的第一和第二端子；相分支，包括至少一个转换器单元且具有第一和第二分支端部端子；以及电容器。该电容器连接在第一分支端部端子和第一AC连接端子之间，使得该电容器形成DC阻隔电容器。第二AC端子连接到第二分支端部端子。第一和第二DC连接端子之间的相支路的串联连接使得相支路中第一串联连接点位于第一分支端部端子和电容器之间，而第二串联连接点布置在第二分支端部端子和第二AC连接之间。本发明还涉及操作这种AC/DC转换器的方法。

Description

AC/DC转换器

技术领域

本发明涉及电力转换领域，且更具体而言涉及DC电力和两个或更多相的AC电力之间的转换。

背景技术

已经证明在很多电力传输情况中高压直流(HVDC)电力传输是交流(AC)输电的有效备选方式。典型地，在HVDC电力输电系统中，作为整流器操作的AC/DC转换器将AC电源连接到HVCD传输线的一端，且作为逆变器操作的AC/DC转换器将HVDC传输线的另一端连接到AC电网。若干HVDC传输线可以互连以形成HVDC传输网络。在HVDC传输线上使用的电压越高，传输损耗将越小。因此，尤其当在较长距离上传输电力时，通常希望高压传输。跨过HVDC传输线的高压将允许高功率的低损耗传输。

用于将两个或更多相的AC电网或电源连接到DC传输线的AC/DC转换器典型地每个AC相具有一个相支路，其中相支路被布置成综合来自DC电压的正弦电压波形。对于高功率应用，AC/DC转换器的相支路典型地并联连接在在DC侧。

然而，在一些应用中，可能希望将较低功率的AC电网或电源连接到HVDC传输线。将较低功率的AC系统互连到HVDC传输线的AC/DC转换器的电压承受要求将会与将较高功率的AC系统互连到相同HVDC传输线的AC/DC转换器的电压要求相同，然而电流承受要求将更低。

在US6,519,169中，公开了具有串联连接的相支路的AC/DC转换器。通过串联连接相支路，与其中相支路并联连接的AC/DC转换器相比，针对特定DC电压每个相支路必须承受的电压将会减小。对于具有P个AC相的AC/DC转换器，每个相支路上的电压承受要求将是U_DC/P，其中U_DC是AC/DC转换器的DC连接处的DC电压。因而，通过串联连接各相将典型地减小AC/DC转换器的组件成本。

在US2008/0205093中，提出了具有串联连接的相支路的AC/DC转换器，其中每个相支路具有串联连接的转换器单元的两个并联级联。

发明内容

本发明的目的是为功率要求较不严格的高压应用提供一种成本有效的AC/DC转换器。

一个实施方式提供一种AC/DC转换器，其包括在AC/DC转换器的第一DC连接端子和第二DC连接端子之间串联连接的至少两个相支路。每个相支路包括：AC连接，具有被布置成将相支路连接到AC系统的相的第一端子和第二端子；相分支，包括至少一个转换器单元且具有第一分支端部端子和第二分支端部端子；以及电容器。该电容器连接在第一分支端部端子和第一AC连接端子之间，使得电容器形成DC阻隔电容器；且第二AC端子连接到第二分支端部端子。第一DC连接端子和第二DC连接端子之间的相支路的串联连接使得相支路中第一串联连接点位于第一分支端部端子和电容器之间，而第二串联连接点位于在第二分支端部端子和第二AC连接之间。

该实施方式提供了一种高效AC/DC转换器，与现有解决方案相比，其可以在维持性能的条件下以减小的成本获得。例如，与具有串联连接的相支路的AC/DC转换器相比，其中每个相支路均具有单个相分支和并联连接的DC电容器分支且其中AC相输出设置在相分支和DC电容器分支的中点之间(参考US6,519,169)，在维持的功率额定值，转换器单元阀的电流额定可以减半。与具有中点连接到AC连接的两个并联分支的AC/DC转换器相比(参考US2008/0205093)，在维持阀的电压额定的条件下，在维持的功率额定值，所要求的阀的数目减半。因而，与这种已知的AC/DC转换器相比，此处公开的AC/DC转换器的总电压额定可以减半。

相支路的相分支可以包括串联连接、独立切换的转换器单元的级联，由此可以获得源自相分支的多级输出电压。由此，对输出AC电压的过滤的需要将较少。相分支可以包括一个这种级联或者至少两个级联的并联连接。通过并联连接，实现了这种效果：可以在转换器单元中使用相同类型的组件获得AC/DC转换器的较高电流额定。

AC/DC转换器可以有利地包括控制系统，该控制系统被配置成控制相支路的相分支的转换器单元的切换，以在相支路的第一串联连接点和第二串联连接点之间提供根据以下表达式的电压：

$U_k=U_k^{\mathrm{DC}}+{\hat{U}}_v^{\mathrm{AC}}\sin (\mathrm{\ωt}+{\mathrm{\Θ}}_k)$

其中k指示第k个相支路，k∈[1，P]，P是AC/DC转换器300的相的数目；指示第一串联连接点和第二串联连接点之间的预定期望DC电压，其中U^DC是DC连接端子之间的电压；是第一连接点和第二连接点之间期望峰值AC电压，t是时间，ω是在AC输出的期望角频率，以及Θ_k是期望相角。通常，预定DC电压设置为U^DC/P，由此实现了如下效果：相支路电压将被平衡。

AC/DC转换器例如可以包括被布置成测量至少一个电压的电压测量设备，从该至少一个电压可以获得跨过相支路的电容器的电压。该控制系统然后可以有利地响应性地连接到电压测量设备且被配置成接收来自电压测量设备的信号，从该信号可以获得跨过DC阻隔电容器的电压。在本实施方式中，控制系统被配置成依赖于所接收的电压测量信号执行对相分支的转换器单元的切换的控制，以使得跨过相支路的DC阻隔电容器的DC电压对应于预定电容器DC电压。由此可以实现这种效果：没有DC电流将进入连接到相支路的AC连接的AC系统。这种预定电容器DC电压通常等于如上所述在第一和第二串联连接点之间的预定DC电压，且可以有利地设置为U^DC/P以便使相支路电压得以平衡。

该控制系统还可以被配置成接收来自AC/DC转换器的指示AC输出电压的零序分量的信号；且控制AC/DC转换器的至少一个转换器单元的切换，以减轻DC侧共模谐波电流分量，该分量否则将会由这种零序分量导致。这种至少一个转换器单元例如可以是相支路的相分支的转换器单元，或是与DC连接的端子之间的相支路串联连接的有源滤波器的至少一个转换器单元。在前一种情况中，如果相支路的AC连接被连接到Y连接中变压器的第一绕组，则变压器的第二绕组的中性点可以有利地连接到接地放电器，该中性点浮接。由此实现了这种效果：通过这种零序分量减少在AC连接处产生的任意电压将在放电器两端出现，且因此不被传递到AC系统。

AC/DC转换器还可以包括其他组件，诸如无源滤波器，例如，连接在第一串联连接点和第二串联连接点之间的相支路电路中的电抗器。在出现来自AC转换器所连接的HVDC系统的极端的短路或者接地故障电流的情况中，DC阻隔电容器可能不能承受该电流，且发生通过DC阻隔电容器或经由放电器(如存在)的电流放电。通过在第一串联连接点和第二串联连接点之间的相支路电路中提供无源滤波器，电流增加额定，且由此可以减小这种短路或接地故障电流的损害影响。

这种滤波器例如可以与相分支连接在串联连接点的相同侧，或可以与电容器连接在串联连接点的相同侧。如果这种滤波器与相分支连接在相同侧，则滤波器将对AC/DC转换器的DC侧电抗有贡献。这种无源滤波器例如将对源自非零零序分量的共模电流的减少有贡献。

本发明还涉及操作AC/DC转换器的方法。

本发明的其他方面在下面的详细描述和所附权利要求书中陈述。

附图说明

图1是HVDC输电系统的示意性说明。

图2是其中相支路并联连接的三相AC/DC转换器的示意性说明。

图3是三相AC/DC转换器的实例的示意性说明，其中对于每个相，DC阻隔电容器与AC连接串联连接，这种串联连接与转换器单元的相分支并联连接。

图4a是根据图3的三相AC/DC转换器的一个实施方式的示意性说明，其中相分支包括单个转换器单元。

图4b是相支路的一个实施方式的示意性图，其中相支路分支包括半桥转换器单元的级联。

图4c是相支路的一个实施方式的示意性说明，其中相支路分支包括全桥转换器单元的级联。

图5是图3的AC/DC转换器的一个实施方式的示意性说明，其中连接放电器以以便保护DC阻隔电容器中的每一个以及相分支中的每一个使其免于过压。

图6是AC/DC转换器的示意性说明，该AC/DC转换器包括被配置成控制AC/DC转换器的阀的切换的控制系统。

图7是相支路的一个实施方式的示意图，其中连接电压测量设备，以测量跨过DC阻隔电容器的电压且向控制系统发送指示这种测量的信号。

图8是控制系统的一个实施方式的示意性说明，该控制系统被配置成控制相支路的阀的切换，由此能够控制跨过DC阻隔转换器的电压。

图9是图3的AC/DC转换器的一个实施方式示意性说明，其中每个相的AC连接被连接到变压器，且其中AC侧变压器绕组的中性点被布置成浮接。

图10a是图3的AC/DC转换器的一个实施方式的示意性说明，其中有源滤波器与相支路串联连接。

图10b-10f是图10a中示出的有源滤波器的不同实施方式的示意性说明。

图11是具有与相分支串联连接的无源滤波器的相支路的示意性说明。

图12是具有与DC阻隔电容器和AC连接串联连接的无源滤波器的相支路的示意性说明。

具体实施方式

图1说明HVDC输电系统100的示例，其中，三个AC/DC转换器105/300被示为经由HVDC传输线110互连。AC/DC转换器105/300中的每一个均连接有AC系统115。AC系统115可以是经由HVDC传输线110向其提供电力的AC电网，或可以是提供经由HVDC传输线110传输的电力的AC电源。AC系统115例如可以被布置成使得其可以在一个时间是AC电源，且在另一时间是AC电网。在这种配置中，AC系统115与之连接的AC/DC转换器105/300将被布置成能够操作为逆变器或整流器的双向转换器。

HVDC输电系统100或简称HVDC系统100显示为单极系统，其中接地电线120用于返回的电流。然而，图1的HVDC系统100仅作为示例示出。本技术相同地应用于双极HVDC输电系统100，其中附加传输线110用于返回的电流。而且，本技术可应用于具有任意M个AC/DC转换器的任意电力系统，包括M＝1。

尽管将不同AC系统115连接到HVDC传输线110的不同AC/DC转换器105/300典型地承受相同的DC电压，但是通过HVDC传输线110互连的不同AC系统115的功率需求可能变化。例如，图1的AC/DC转换器105/300其中之一可以是下述转换器105/300，其用于向/从互连HVDC系统100的主高功率AC/DC转换器105/300的HVDC传输线110传递低等或中等大小功率。

尽管对于HVDC系统100的AC/DC转换器105/300中的一些，功率需求可能较低，但是HVDC系统100内的所有AC/DC转换器105/300典型地必须设计为承受HVDC传输线110的全部DC电压。两个或更多相的AC/DC转换器105/300典型地针对AC系统115的每个AC相包括一个相支路，其中相支路能够综合来自DC电压的正弦电压波形。在图2中示出三相AC/DC转换器105的常用配置，其中三个相支路120与电容器205并联连接，DC电压可以经由DC连接207施加在该电容器205上。图2的三个相支路200分别表示为相支路200i、200ii和200iii。图2的AC/DC转换器105的相支路200包括两个串联连接的阀单元215以及AC连接210，在该AC连接处相支路200提供或接收AC电力(在图2中，仅示出AC连接210的一个连接器，因为在所示的拓扑中，AC连接的另一端接地)。AC连接210连接到相支路200的中点。相支路200的阀单元215可以被控制，以使得三相AC电压从施加在电容器205两端的DC电压综合得到。在图2的并联配置中，每个相支路200必须设计为承受全部DC电压。

在US6,519,159和US2008/0205093中，公开了三相AC/DC转换器，其中AC/DC转换器的相支路串联连接。通过串联连接相支路，每个相支路将仅须承受全部DC电压的三分之一。因此，在电压承受能力方面，与图2的并联连接拓扑中的组件相比，可以更低成本地设计相支路串联连接的AC/DC转换器中的相支路部件。

根据本发明，提供一种AC/DC转换器，其中至少两个相支路串联连接，每个相支路具有包括至少一个可切换转换器单元的相分支。串联相支路连接在AC/DC转换器的第一和第二DC连接端子之间，且每个相支路设置有AC连接。AC/DC转换器的每个相支路还包括电容器，该电容器连接在第一分支端部端子和AC连接的第一端子之间，因而作为DC阻隔电容器操作。AC连接的第二端子连接到第二分支端部端子。因此，DC阻隔电容器和AC连接的串联连接并联连接到相分支，且AC连接处的AC电压基本对应于跨过相支路的整个相分支提供的AC电压(减去DC阻隔电容器两端的电压降)。相支路的串联连接使得相支路中的第一串联连接点位于第一分支端部端子和电容器之间，而第二串联连接点布置在第二分支端部端子和第二AC连接之间。AC/DC转换器的相支路装配有单个相分支。

如前一段所述的相支路的串联连接此后将被称为AC/DC转换器的DC侧的相支路的串联连接，或简称为相支路的串联连接。

相支路的串联连接将引起AC连接处的DC电势，其中两个相邻相之间的DC电势中的差异典型地将是U_DC/P，U_DC是DC连接207两端的电压，且P是相的数目。为了避免这种DC电势被施加到AC系统115，每个相支路的AC可以连接典型地连接到变压器的绕组，该变压器因而形成被布置成连接到AC系统的连接。这种变压器可以被有利地被绝缘以在正常操作期间至少承受在AC连接210出现的DC电压。

通过提供相分支的并联连接和DC阻隔电容器和AC连接的串联连接，与具有单个分支(其中AC连接中的一个端子设置在分支的中点)的AC/DC转换器相比，使用单个相分支可以使得跨过AC连接的最大AC电压翻倍。因此，对于给定AC功率，分支的组件的电流额定可以是中点连接AC/DC转换器的组件的电流额定的一半。

通过使得DC阻隔电容器与每个相支路的AC连接串联连接，可以仅借助于单个分支获得不含有任意DC分量的AC相输出。与具有两个并联分支且其中AC连接的端子连接相应位分支的中点的AC/DC转换器相比，对于给定DC电压，本AC/DC转换器的相支路的切换设备的总电压额定可以减小到一半，因为仅需要一个分支。因而，在维持AC/DC转换器的电压额定的情况下，可以减小切换设备的总数和/或所采用的切换设备的电压承受能力。

图3示意性说明三相AC/DC转换器300的一个示例，该三相AC/DC转换器300具有三个相支路301i、301ii和301iii，它们在DC连接207的两个极性之间在DC侧串联连接，HVDC传输线110例如可以连接到该DC连接207。AC/DC转换器300还针对每个相支路具有一个AC连接，分别指示为210i、210ii和210iii，AC连接具有两个AC连接端子。当提及相支路301i、301ii和301iii其中任意一个(或全部)时，将使用公共术语相支路301；当参考AC连接210i、210ii和210iii其中任意一个(或全部)时，使用公共术语AC连接210，且以此类推。

图3的每个相支路301包括具有至少一个转换器单元的相分支303。相分支303具有在相分支303的相应端处的两个分支端部连接端子E。在图3的AC/DC转换器300的每个相支路301中，相分支303与DC阻隔电容器305和AC连接210的串联连接并联连接(经由端部连接端子E)。

DC连接端子207的两个端子之间的相支路301的串联连接使得相支路中的第一串联连接点P1位于第一分支端部端子E和电容器305之间，而第二串联连接点P2位于在第二分支端部端子和第二AC连接的第二端子之间。

为了限制在AC/DC300所连接的HVDC系统100中出现的任何故障电流，AC/DC转换器300例如可以包括无源滤波器，例如包括与相支路301和DC连接207的各极串联连接的电抗器以及可能的其他组件。在图3中示出通过电抗器310形成的这种无源滤波器。与相支路301和DC连接207的各极串联连接的无源滤波器将被称为DC线滤波器310，其中电抗器310(也称为DC线路电抗器310)形成一个实施方式。

相分支303可以由单个转换器单元形成，或以级联方式布置的两个或更多独立可切换转换器单元的串联连接形成。通过使用串联连接的转换器单元的级联，实现了这种效果：可以在相支路301的AC侧获得多个电压级别，使得可以比使用由单个转换器单元形成的相分支303获得更平滑的AC电压合成。因而，如果相分支303包括的转换器单元的级联，则比单个转换器单元用作相分支303的情况将要求较少的滤波组件。在DE10103031中已经提出了AC/DC转换器中一组独立可切换转换器单元的串联连接，其中已经示出：一组独立可切换的转换器单元可以提供多级切换。

相分支303的转换器单元可以是半桥转换器单元、全桥转换器单元或半桥和全桥转换器单元的组合。转换器单元在本领域中是公知的且此处将仅做简略讨论。半桥转换器单元包括两个串联连接的电阀单元215，它们形成可以称作单元元件的部件，该单元元件以半桥配置与单元电容器并联连接。全桥转换器单元包括两个这种单元元件，每个单元元件均以半桥或H桥方式与单元电容器并联连接。电阀215可以有利地包括单向开关(或简称为开关)以及反向并联二极管，其中单向开关可以控制为截止以及导通。

取决于转换器单元的阀215的切换状态，转换器单元两端的电压可以具有两个(半桥单元)或三个(全桥单元)不同值其中之一。在半桥转换器单元中，两个值是0和+Uc或0和-Uc(取决于使用的是两个等效半桥拓扑其中哪一个)，其中Uc是跨过单元电容器的电压。在全桥转换器单元中，三个值是+Uc、0和-Uc。转换器单元的单元电容器以类似目的用于图2中示出的转换器配置的电容器205。转换器单元的阀215的切换状态例如可以通过向阀215的开关发送切换控制信号(例如脉冲宽度调制(PWM)信号)控制。驱动单元典型地提供以用于发送这种切换控制信号。

在图4a中示出三相AC/DC转换器300的一个实施方式的示例，其中相分支303包括单个转换器单元400。图4a中示出的AC/DC转换器300的转换器单元400是半桥单元400。在图4a的AC/DC转换器300的相支路301i中，转换器单元400、单元电容器405和两个阀215(均包括单向开关和反向并联二极管)通过已经通过附图标记指示。

在图4b和图4c中，示意性示出具有包括独立可切换转换器单元400的级联415的相分支303的相支路301的不同实施方式的示例。图4b和4c中分别示出的两个或更多相支路301可以在DC侧串联连接，以形成AC/DC转换器300。在图4b的示例中，分支303包括半桥转换器单元400的级联415。在图4c的示例中，分支303包括全桥转换器单元400的级联415。在图4b和4c中，针对每个相分支303示出两个转换器单元400，粗线420连接两个转换器单元400，该粗线指示其他转换器单元400可以存在于级联415中。实际上，级联415可以包括任意数目N(N≥2)的半桥转换器单元400的串联连接或任意数目(N≥2)的全桥转换器单元400或半桥和全桥转换器单元400的组合。

接触引线可以根据两个不同拓扑连接到半桥转换器单元400：要么在“顶部”阀两端，要么在“底部”阀两端(关于包括不同拓扑的两个半桥转换器单元的半桥转换器的说明，参见图10b-10e其中任意一个)。再者，半桥转换器单元400的阀可以属于相同或不同的极性。在级联415中，可以使用相同或不同拓扑和/或相同或不同极性的半桥单元400。

AC/DC转换器300的相分支303中的相同拓扑和相同极性的半桥转换器单元400的使用通常比使用全桥转换器单元400或使用不同拓扑和/或不同极性的半桥转换器单元更加有效，因为需要较少的组件，且第一极性的非零切换状态通常是足够的。典型地，如果在相分支303中仅包括能够产生相同极性的电压的转换器单元，诸如相同拓扑或极性的半桥转换器单元400，则峰值AC相电压将由限制。如果使用全桥转换器单元400或能够产生相反极性的电压的半桥转换器单元400对，则不应用这种限制。

为了改善相分支303的电流承受属性，可以并联连接两个或更多级联415以形成单个相分支303。

图4a-4c的AC/DC转换器300被示为针对每个相包括变压器410，该变压器410通过其绕组之一连接到相支路210的AC连接210。如图4a所示，在三相AC/DC转换器300中，可以Y连接来连接变压器410的中性点，其中Y点可以接地，或如参考图9所讨论那样浮接。各相的Y连接可以导致与Δ连接相比更小的零序列电流，尽管Δ连接也是可以预期的。

在图4a-4c中电阀215被示为包括单向开关和反向并联二极管，其中单向开关可以控制为截止以及导通。单向开关例如可以是集成栅双极性晶体管(IGBT)、集成门极换流晶闸管(IGCT)、可关断晶闸管(GTO)等。在一些实施方式中，反向并联二极管可以集成在开关中，开关因而是反向导电的。其自身可以提供阀215的功能性的这种反向导电开关的示例是反向导电IGCT和双模绝缘栅晶体管(BIGT)。再者，电阀215可以包括串联连接和/或并联连接且被布置成同时切换的多于一个开关和/或多于一个的反向并联整流元件。

在图4a-4c中，连接点P2示为位于AC连接210和单向开关能够向其传导电流的相分支303的端点E之间。然而，连接点P2备选地可以位于AC连接210和单向开关不能向其传导电流的相分支303的端点E之间。换句话说，相对于相分支303的单向开关能够传导电流的方向，电容器305可以位于AC连接210的任意一侧上。

在操作时AC/DC转换器300的DC阻隔电容器305两端上的AC电压降对应于：

$U_{305}^{\mathrm{AC}}=\frac{I_{\mathrm{AC}}}{2\mathrm{\πf}{C}_{305}}---\left(1\right),$

其中I_AC是AC相电流的幅值且C₃₀₅是DC阻隔电容器305的电容。例如可以与电容器制造成本相结合，基于例如接地故障情形中电容器305提供的AC阻抗的需求，来选择合适的电容C₃₀₅。

相支路301的DC阻隔电容器305应当设计为除了期望的AC电压分量之外，至少承受DC阻隔电容器305两端的期望DC电压(通常对应于)。在AC/DC转换器300形成其一部分的系统100中的短路或接地故障情形中，通过相支路301的电流将快速地增加到相当大的值，且例如可以达到额定AC相电流的10倍，其中该电流幅值的一半可以是DC电流。这种故障电流将会损坏DC阻隔电容器305除非在HVDC站301的设计中考虑这一一方面。就停电持续时间而言，DC阻隔电容器305的损坏可能是高成本的，因为HVDC站301在故障之后可以正常操作之前，典型地必须更换损坏的DC阻隔电容器305。为了保护DC阻隔电容器305使其免于过压，如图5所示，可以使放电器500与DC阻隔电容器305中的每一个并联连接。

再者，为了保护相分支303的组件，放电器505可以类似地与相分支303并联连接。在放电器505与相分支303并联连接的实施方式中，与未使用放电器505的情况相比，具有较低电压承受属性的组件典型地可以用于形成相分支303。如有需要，放电器还可以连接在AC连接210两端和单元电容405两端。

放电器500/505例如可以包括呈现非线性电阻特性的一个或更多元件，以使得获得高于某一电压级的高电流传导。这种元件例如可以是ZnO变阻器或呈现这种非线性特性的半导体器件，例如是击穿二极管(BOD)。可以有利地选择放电器500/505的非线性电流电压特性，使得放电器500/505在任意正常操作电压是高度电阻性的，而在高于额定电压的合适电压，诸如例如在300％的额定电压，放电器500/505的电阻将快速下降，从而允许任意击穿电流绕过DC阻隔电容器305和/或相分支303。

AC/DC转换器300典型地包括控制系统，该控制系统布置成控制转换器单元400的阀215的切换，以便达到期望的AC和DC电压。在图6中，示出包括控制系统600的三相AC/DC转换器300的一个示例。控制系统600典型地被配置成接收指示AC/DC转换器300的状态的一组状态信号605，且依赖于接收的状态信号605控制转换器单元400的阀215的切换，以使得实现AC/DC转换器300的切换阀215的适当状态。这种状态信号605的示例可以是指示AC/DC转换器300的AC连接210i、210ii和210iii上的AC电流和AC电压的信号、指示AC/DC转换器300的DC连接207上的DC电流和DC电压的信号等。控制系统600被配置成产生到AC/DC转换器300的转换器单元400的控制信号620以控制转换器单元400的阀215。控制信号610例如可以包括一组脉冲宽度调制信号。控制信号610或其一部分典型地馈送给转换器单元400的栅极驱动。

在理想环境中，相分支303的阀215的切换能够有利地被控制，使得跨过相分支303两端的电压U₃₀₃根据以下表达式变化：

$U_k=U_k^{\mathrm{DC}}+{\hat{U}}_v^{\mathrm{AC}}\sin (\mathrm{\ωt}+{\mathrm{\Θ}}_k)---\left(2\right),$

其中k指示特定相支路301k，k∈[1，P]，P是AC/DC转换器300的相的数目；指示相的串联串联点P1和P2之间的期望DC电压，其中U^DC是跨过DC连接207的电压；是跨过相分支303的期望峰值AC电压，t是时间，ω是在AC输出的期望角频率，以及Θ_k是期望的相角

通过表达式(2)给出的控制函数的AC分量涉及期望的AC相位输出这种关系依赖于任意组件，包括与串联连接点P1&P2之间的AC连接210串联连接的DC阻隔电容器305(其电抗非零)，以使得在AC连接210处实现期望AC分量。如结合图8进一步讨论，相的AC连接210处的电压测量典型地被反馈回控制系统600，以向控制系统600提供关于如何控制相分支300的切换以达到期望AC分量的信息。

只要满足表达式(1)的可以针对AC/DC转换器300的不同相支路301而采取不同值。然而，通过控制AC/DC转换器300的每个相分支303的切换，使得DC电压分量等于AC/DC转换器300的相支路301的电压将得以平衡。针对所有相支路301，最大AC相电压将相同，且设备因此可以以最有效方式被利用。

当AC/DC转换器300连接在系统100中时，AC/DC转换器300将受系统100中的干扰影响。例如，来自系统100的瞬时电压可以影响DC阻隔电容器305两端的DC电压。如例如在图3中可以看出，AC/DC转换器300的P个DC阻隔电容器305和P个AC连接210形成连接在DC连接207两端的串联连接。因为DC连接207两端的DC电压典型地固定在一个值U_DC，在P个不同DC阻隔电容器305两端的DC电压的总和中从U_DC的任意偏离将被传递到AC连接210其中一个或更多个。AC连接210两端的DC电压分量将在AC/DC转换器300的AC侧上产生DC电流。这种DC电流将典型地导致变压器饱和方面的问题等。因此，希望将DC阻隔电容器305两端的DC电压的总和维持在U^DC，且为了保持相平衡，典型地还希望将每个DC阻隔电容器306两端的DC电压维持在因此，如果DC阻隔电容器305两端的DC电压受到系统100中的事件影响，则相分支303两端的DC电压可以被有利地控制以采取(典型地临时地)不同于的值，以补偿DC阻隔电容器305两端的DC电压中的任意干扰。类似地，如果希望不平衡的相支路电压，即，如果针对至少两个相支路301，不同于则相应相分支303两端的DC电压可以被控制以采取不同于期望的值，以便补偿DC阻隔电容器305两端的DC电压中的任意干扰。

为了确保来自AC/DC转换器300的可靠和稳定的输出，DC阻隔电容器305两端的DC电压可以被监测，且相分支303的转换器单元400的切换可以被控制，以使得DC阻隔电容器305两端的期望电压得以维持。DC阻隔电容器305两端的这种期望电压典型地将是相支路的期望DC电压典型地，AC/DC转换器300的DC阻隔电容器305两端的DC电压将得以平衡，且因此，DC阻隔电容器305两端的期望电压典型地是

为此目的，电压测量设备可以被布置成测量DC阻隔电容器305两端的电压。测量结果然后可以被反馈回控制系统600。图7示出一个实施方式的示例，其中布置电压测量设备700以便测量相支路310的DC阻隔电容器305两端的电压以及将电容器电压信号705反馈给控制系统600。电容器电压信号705可以看作是状态信号605，但是此处用于说明目的而分开处理。

电压测量设备700例如可以是电阻性分压器，或任意其他合适类型的电压测量设备。电压测量设备700可以设置有模拟-数字转换以传送数字的电容器电压信号705，或电压测量设备700可以被配置成传送模拟的电容器电压信号705。电压测量设备700例如可以经由光学传输链路连接到控制系统600，以将控制系统600从电容器305的高电势隔离。如有需要，电压测量设备700包括用于过滤出测量电压的AC分量的低通滤波器，使得电容器电压信号705将仅指示电容器305两端的电压的DC分量。备选地，电压测量设备700可以被配置成产生电容器电压信号705，该电容器电压信号705指示电容器305两端的测量电压，包括AC以及DC分量。电容器电压信号705的滤波可以通过控制系统600执行。

在图7中，电压测量设备700被布置成测量DC阻隔电容器305两端的电压。在备选实施方式(未示出)中，电压测量设备700可以被布置成测量AC连接210两端的电压U₂₁₀以及相分支303两端的电压U₃₀₃。DC阻隔电容器305两端的电压例如可以在控制系统600中作为U₃₀₃和U₂₁₀之差而推算得出，且可以依赖于U₃₀₅的这种推算值产生电容器电压信号705。在又一备选实施方式中，可以使用相分支303的转换器单元400的单元电容器405两端的电压U₄₀₅以及关于相分支303的阀门215的当前切换状态的信息以得出相分支303两端的电压U₃₀₃。因为控制系统600通常出于其他目的需要电压U₄₀₅，且阀215的切换状态对于控制系统600是已知的，因此这典型地是确定相分支303两端的电压U₃₀₃的有效方式。

图8示意性说明控制系统600的一个实施方式的示例，由此DC阻隔电容器305两端的电压可以在电压源转换器(VSC)类型的AC/DC转换器300中得以稳定。图8的控制系统600包括控制机构800，其被配置成依赖于一组状态信号605和一组参考信号805产生参考转换器电压波形U_ref，其中参考信号805指示例如由表达式(2)给出的参考电压波形。状态信号605例如可以包括指示AC/DC转换器300的各AC相上的AC电流I^AC、AC连接210处的AC电压U^AC、DC连接207处的DC电压U^DC的测量值和/或任意其他合适参数的测量的信号。该组参考信号例如可以包括指示用于转换器相AC电压用于转换器有功功率(P_ref)、用于DC连接207处的DC电压用于转换器无功功率(Q_ref)的参考值和/或任意其他合适参考值的信号。这些参考值例如可以存储在存储器810中。

控制机构800可以被配置成以已知方式产生参考转换器电压波形U_ref，例如如在“Dynamicperformanceofaback-to-backhvdcstationbasedonvoltagesourceconverters”(M.Khatir，S.AZidi，A.Hadjeri和M.K.Fellah，JournalofElectricalEngineering，vol.61，no.1，第29-36页所描述，且产生指示U_ref的信号820。

图8的控制系统600还包括电容器DC电压校正机构825，该电容器DC电压校正机构825被配置成依赖于DC电压参考信号830和指示跨过DC阻隔电容器305的测量或推算DC电压的电容器电压信号705，产生DC电压误差信号835。DC电压参考信号830指示DC阻隔电容器305两端的期望DC电压DC电压误差信号835指示DC电压误差该误差代表DC阻隔电容器305两端的DC电压从期望(参考)DC电压的偏差。参考电容器DC电压的值例如可以存储在存储器840中(如有需要，该存储器可以是与存储器810相同的存储器)。

电容器DC电压校正机构825包括减法器825，该减法器825被配置成从基于接收的(多个)测量值的信号847减去参考电容器DC电压且产生指示该差值的DC电压误差信号835。在图8中示出的实施方式中，电容器DC电压校正机构825还包括稳定控制器850，其被配置成接收和稳定电容器电压信号705且向减法器845传送指示稳定的电容器电压信号的信号847。稳定控制器850例如可以是具有适当增益的稳定控制器，例如PI控制器。在备选实施方式中，电容器电压信号705可以作为信号847直接施加于减法器845。在这种实施方式中，稳定控制器850可以省略或被配置成接收和稳定DC电压误差信号835。

DC阻隔电容器的所有相的参考电容器DC电压和应当有利地等于DC连接207上的电压U^DC。为了使得相支路电压平衡，通常针对每个相希望

在图8中示出的配置中，假设电容器电压信号705已经被低通滤波，使得AC分量已被去除。如果控制系统600接收的电容器电压信号705包括AC电压分量，则控制系统600可以包括用于选出DC分量的适当低通滤波器。

为了在相分支303的阀215的切换中考虑DC阻隔电容器305两端的测量DC电压，控制系统600设置有减法器855，该减法器855被配置成接收指示参考转换器电压波形U_ref的信号820以及DC电压误差信号减法器855还被配置成从U_ref的接收值减去的接收值，以到达修改的参考转换器电压波形U_mref，且产生指示U_mref的修改电压参考信号860。

图8的控制系统600还包括脉冲宽度调制器(PWM)865，其被配置成响应于电压参考信号(在图8的控制系统600中是修改的电压参考信号860)，产生一组脉冲宽度调制信号。脉冲宽度调制器865可以以已知方式操作(参见N.Mohan，T.Undeland，W.Robbins：“Powerelectronics”，section8-4-6-2，JohnWiley&sons)，从而以产生一组PWM信号形式的控制信号610，以便被馈入到相支路301用于其阀215的控制。

控制系统600响应性地连接到电压测量设备700以及其他测量设备(未示出)，该测量设备被布置成提供状态信号605且被配置成响应于电容器电压信号705和从这种测量设备接收的状态信号605，产生将在AC/DC转换器300的控制中使用的控制信号610。图8的控制系统600仅是示例，且可以采用控制系统600的其他实施方式，其中在对AC/DC转换器300的控制中考虑了DC阻隔电容器305两端的DC电压的测量值。

一般而言，P个串联连接的相支路301两端的电压的总和优选地应当等于施加在DC连接207两端的DC电压。这暗示着输出AC电压的零序分量将等于零。换句话说，在AC连接210i、210ii和210iii处电压的瞬时总和应当等于零。然而，例如由于在相分支303中转换器单元400的电压电容器405两端出现的波纹电压，可能出现非零零序分量，这将导致寄生共模电流。这些寄生共模电流对于HVDC系统100可能是有害的。如下面所述，这些寄生共模电流可以借助于使用无源滤波器的无源控制，和/或借助于有源控制至少一个转换器单元400以产生与不希望零序分量相对的电压，而得以减小。

流经DC连接207的电流的测量值以及P个AC连接210的两端的电压的和的测量值可以指示非零零序分量。因此，指示零序分量的信号可以从这种测量值产生，且可以用在寄生共模电流的减小或消除上。可以通过这种测量值识别的零序分量贡献U_zsc通常表示期望AC电压的谐波分量：

其中h＝2，...，n表示n-1次谐波分量，且是用于第h次谐波的峰值电压。谐波分量例如可以是阀切换频率的谐波或AC系统115的频率的谐波。在下文中，术语“DC侧共模谐波电流分量”用于表示这种寄生DC电流分量。

在有源共模电流控制的一个实施方式中，对相分支303的转换器单元400的控制考虑了测量的零序分量贡献U_zsc。如果采用图8中示出的控制系统600，则这种有源共模电流控制例如可以通过向减法器855提供表示零序列组件贡献U_zsc的信号而实施，从而使得以籍此将消除或减少不希望的零序列组件贡献U_zsc的方式，产生馈入到脉冲宽度调制器865的修改参考转换器电压波形U_mref。因而，来自相分支303的输出的调制将以这种方式执行：不希望的零序分量贡献U_zsc将被减少，且因此DC侧共模谐波电流分量将被减少。典型地，针对P个相中的每一个，将从参考电压波形U_ref减去相同的贡献，其中这种贡献通常可以通过表达式(3)描述。

然而，当借助于AC/DC转换器300中的相分支303的转换器单元400执行有源共模电流控制时，其中每个相支路301仅存在单个相分支303，在一些配置中，来自不希望零序分量减少的相分支输出调制中的贡献可以揭露AC连接210处的电压输出。因此，如图9所示，在本实施方式中，提出连接到相支路301的AC输出210的转换器410设置有浮接中性点，其中变压器410的中性Y点经由放电器900连接到地。在本配置中，相支路210的AC连接210的共模电流减少调制所导致的电压将在放电器900两端出现，且因此将不转移到AC系统115。

放电器900具有非线性电阻特性，从而使得对于正常操作中在变压器的中性点处期望的电势，放电器900的电阻典型地极高，基本将变压器中性点保持处于浮接电势，同时对于当系统100中的任意短路或接地故障时的期望电压，放电器将显示高电流传导。放电器900例如可以包括诸如ZnO的合适材料的一个或更多变阻器，或者呈现期望非现象电阻特定的半导体期间器件，例如击穿二极管(BOD)。

有源共模电流控制备选地可以借助于包括附加转换器单元400的有源滤波器1000执行，有源滤波器900与AC/DC转换器300的相支路301串联连接。借助于这种有源滤波器1000，导致寄生DC侧共模电流的任意非零零序分量能够被补偿，因而减少或消除DC侧共模电流。图10a中示出包括这种有源滤波器1000的AC/DC转换器300的示例。图10a的滤波器连接在DC连接207的最正DC极和最靠近正DC极的相支路301i之间。然而，滤波器1000可以备选地连接在两个相支路301之间，或者连接在DC连接207的最负DC极和最靠近负DC极的相支路301之间。当滤波器1000包括多于一个的转换器单元400时，滤波器1000可以备选地是分布式的，以使得滤波器1000的不同转换器单元400沿着DC连接207的两个DC极之间的串联连接的相支路301连接在不同位置。

在图10b-10f中示出有源滤波器100的实施方式的不同示例。在图10b-10e中示出包括不同拓扑和相反极性的半桥单元400的半桥对的一些备选配置。图10b-10e的有源滤波器1000可以由不同拓扑和相反极性的两个半桥转换器单元400组成，其中顶部转换器单元400A和底部转换器单元400B其中一个两端的电压可以是值0或U₄₀₅其中之一，而该对的另一转换器单元两端的电压可以是值0或-U₄₀₅其中之一，其中U₄₀₅是单元电容器405两端的电压。因此，图10b-10e中示出的有源滤波器1000两端的电压，即有源滤波器电压U₁₀₀₀，可以是值U₄₀₅、0或-U₄₀₅其中任意一个。

图10f的有源滤波器1000由全桥转换器单元400组成，以使得有源滤波器电压U₁₀₀₀可以具有值U₄₀₅、0或-U₄₀₅其中任意一个。取决于从有源滤波器1000要求的期望补偿电压，有源滤波器1000可以包括其他转换器单元400。因为一般而言，在有源滤波器电压U₁₀₀₀中不希望DC分量，有源滤波器1000应当优选地由如下全桥转换器单元400和/或半桥转换器单元对组成，其被连接为使得可以在转换器对两端获得正和负电压。

可以有利地执行对有源滤波器1000的阀215的切换的控制，使得产生有源滤波器电压U₁₀₀₀以对应于-U_zsc，其中U_zsc代表零序分量的测量结果(通过流经DC连接207的电流以及P个AC连接210两端的电压之和的测量获得)。这种控制可以通过控制系统600执行，该控制系统600例如可以具有用于控制有源滤波器1000的分离模块。这种模块例如可以以与图8的减法器855和脉冲宽度调制器865类似的方式操作，其中U_ref将是表示零的信号，且减法器855将被馈入一个信号，该信号表示有源滤波器1000应当补偿的识别零序分量。

如上所述，借助于无源滤波器，诸如包括多于一个组件的电抗器或无源滤波器，可以备选地减少寄生共模电流。如果使用多于一个组件的无源滤波器，这种无源滤波器例如可以设计为尤其抑制在大多数公共发生的谐波分量的频率处的电流。因为共模电流通常通过相分支303的转换器单元400内出现的波纹电压驱动，这种无源滤波器有利地可以与相分支303串联连接。图11示出具有与相分支303串联连接的电抗器1100的相支路301，其中这种串联连接与DC阻隔电容器305和AC连接210并联连接。以这种方式连接的无源滤波器将被称为相分支滤波器1100，其中电抗器1100(此处称为相分支电抗器1100)形成一个实施方式。

与相支路和DC连接207串联连接的DC线滤波器310还对共模电流的无源减少有贡献。

提供共模电流的无源减少的相分支滤波器110还可以保护相支路301使其免于源于HVDC系统100的短路或接地故障电流。相分支滤波器1100的电抗X₁₁₀₀对DC端电抗X_DC有贡献：X_DC＝X₃₁₀+P·X₁₁₀₀(当滤波器由分别具有电感L₃₁₀和L₁₁₀₀的电抗器310和1100形成时，其计算为X_DC＝2πf·L₃₁₀+2πf·P·L₁₁₀₀)。

与DC线滤波器310相反，相分支滤波器1100还对相支路电路的电抗X₃₀₁有贡献，该相支路电路由DC阻隔电容器&AC连接210的串联连接与相分支303的并联连接形成。在AC转换器所连接的HVDC出现极端的短路或接地故障电流的情况中，可能的是DC阻隔电容器301可能不能承受该电流，且发生通过DC阻隔电容器或经由放电器500(如存在)的电流释放。在这种情形中相支路电路中的电流增加速率将依赖于相支路电路电抗X₃₀₁，且为了保护在相分支303中的转换器单元使其免于高瞬时电流，希望以合适的方式设计相支路电路电抗。相分支滤波器1100在这种设计中可能是有用的。取决于特定实施方式的需求，相支路电路滤波器310的使用可以消除对于DC线滤波器310的需要。

如图12所示，可以备选地(或附加地)通过将AC连接分支滤波器1200与DC阻隔电容器305和AC连接210串联连接，来设计相支路电路电抗X₃₀₁，其中AC连接分支滤波器1200通过电抗器1200表示。这种AC连接分支滤波器1200将不会对DC线电抗310有贡献。可以使用DC线滤波器310、相分支滤波器1100和/或AC连接分支滤波器1200的任意组合来设计AC/DC转换器的适当无源保护。

如果滤波器1200两端(或与DC阻隔电容器305和相支路210的AC连接210串联连接的任意其他组件两端)的DC电压降明显，处于结合图8所描述的控制目的，这种DC电压降可以看作是DC阻隔电容器305两端的DC电压U₃₀₅的一部分。

通过本发明，实现了这种效果：与现有解决方案相比，可以在维持性能的情况下以减小的成本获得高效的AC/DC转换器。例如，与具有串联连接相支路(每个具有单个相分支和并联连接的DC电容器分支，且其中AC相输出被设置在相分支和DC电容器分支的中点之间)的AC/DC转换器相比，在维持的功率额定，转换器单元阀的电流额定可以二等分。与具有两个并联分支(其中点连接到AC连接)的AC/DC转换器相比，在维持阀的电压额定的情况下，在维持的功率额定，期望阀的数目可以减半。因而，AC/DC转换器的总电压额定可以减半。本发明对于高压应用中的抽头转换器是有利的，但也可以同样地应用于低或中电压应用，或者在形成HVDC系统中的主转换器的AC/DC转换器中应用。在上文中，作为示例，给出三个相的AC/DC转换器。然而，此技术也可以等同地应用于任意数目P的相的AC/DC转换器，其中P≥2。公开的发明对于电压源类型的AC/DC转换器(即所谓的VSC转换器)是尤其有利的。

尽管在所附独立权利要求中提出了本发明的各个方面，但是本发明的其他方面包括在上面的描述和/或所附权利要求书中提出的任意特征的组合，且不仅是在所附权利要求中明确提出的组合。

本领域技术人员将意识到，此处提出的发明不限于附图和上述详细描述中公开的实施方式，附图和说明仅用于说明目的，本发明而是可以以很多不同方式实施，且由所附权利要求书限定。

Claims (19)

1.一种AC/DC转换器(300)，包括：

至少两个相支路(301)，串联连接在所述AC/DC转换器的第一DC连接端子和第二DC连接端子(207)之间，其中每个相支路包括：

AC连接(210)，具有被布置成将所述相支路连接到AC系统(115)的相的第一AC连接端子和第二AC连接端子；

相分支(303)，包括至少一个转换器单元(400)且具有第一分支端部端子和第二分支端部端子(E)；以及

电容器(305)；其中

所述电容器连接在所述第一分支端部端子和所述第一AC连接端子之间，所述电容器形成DC阻隔电容器；

所述第二AC端子连接到所述第二分支端部端子，以及其中

在第一DC连接端子和第二DC连接端子之间的所述相支路的串联连接使得相支路中的第一串联连接点(P1)位于所述第一分支端部端子和所述DC阻隔电容器之间，而第二串联连接点(P2)位于所述第二分支端部端子和所述第二AC连接端子之间以使得所述第二AC连接端子经由所述第二串联连接点而连接到所述第二分支端部端子，其中相支路的串联连接使得一个相支路的第二串联连接点与串联连接的另一相支路的第一串联连接点直接连接。

2.根据权利要求1所述的AC/DC转换器，其中

每个相支路的相分支包括至少两个串联连接且独立可切换的转换器单元的级联(415)。

3.根据权利要求2所述的AC/DC转换器，

每个相支路的相分支包括转换器单元的至少两个并联连接的级联(415)。

4.根据权利要求2所述的AC/DC转换器，还包括

控制系统(600)，其被配置成控制相支路的相分支的转换器单元的切换，以在相支路的所述第一串联连接点和第二串联连接点(P1，P2)之间提供根据以下表达式的电压：

$U_k=U_k^{DC}+{\hat{U}}_v^{AC}\sin (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\Θ}}_k),$

其中k指示第k个相支路，k∈[1，P]，P是所述AC/DC转换器300的相的数目；指示在所述第一串联连接点和所述第二串联连接点之间的预定期望DC电压，其中U^DC是所述DC连接端子之间的电压；是在所述第一串联连接点和所述第二串联连接点之间的期望峰值AC电压，t是时间，ω是在AC输出处的期望角频率，以及Θ_k是期望的相角。

5.根据权利要求4所述的AC/DC转换器，包括：

电压测量设备(700)，被布置成测量可由其获得所述相支路的DC阻隔电容器(305)两端的DC电压的至少一个电压；以及其中

所述控制系统(600)响应性地连接到所述电压测量设备，且被配置成接收来自所述电压测量设备的信号，从该信号中可获得跨过所述DC阻隔电容器的电压；以及

所述控制系统被配置成依赖于所接收的电压测量信号执行所述相分支的转换器单元的切换的控制，以使得相支路的DC阻隔电容器两端的DC电压对应于预定电容器DC电压。

6.根据权利要求5所述的AC/DC转换器，其中

所述电压测量设备被配置成测量DC阻隔电容器两端的电压。

7.根据权利要求5所述的AC/DC转换器，其中

所述电压测量设备被配置成测量：

由此可获得跨过所述相支路的相分支的电压的至少一个电压，以及

所述相支路的AC连接两端的电压。

8.根据权利要求4所述的AC/DC转换器，其中

所述预定的期望DC电压对应于其中U^DC是所述DC连接端子之间的电压，且P是相的数目。

9.根据权利要求1所述的AC/DC转换器，包括

控制系统(600)，被配置成控制相支路的相分支的转换器单元的切换，其中所述控制系统被配置成：

接收来自所述AC/DC转换器的指示AC输出电压的零序分量的信号；以及

依赖于指示零序分量的所述信号来控制AC/DC转换器的至少一个转换器单元的切换，以减轻DC侧谐波共模电流分量。

10.根据权利要求9所述的AC/DC转换器，其中

所述控制系统被配置成控制切换以减轻DC侧谐波共模电流分量的所述至少一个转换器单元是所述相支路的相分支的转换器单元。

11.根据权利要求10所述的AC/DC转换器，其中

每个相支路的AC连接(210)连接到变压器(410)的第一绕组；以及

所述变压器的第二绕组的中性点连接到接地放电器(900)，该中性点因而是浮接的。

12.根据权利要求9所述的AC/DC转换器，其中

控制系统被配置成控制切换以减轻DC侧谐波共模电流分量的所述至少一个转换器单元是与DC连接(207)的端子之间的相支路(301)串联连接的有源滤波器(1000)的部分。

13.根据权利要求1-12其中任一项所述的AC/DC转换器，其中

无源滤波器(1100)连接在与所述相分支串联的相支路的第一串联连接点和第二串联连接点之间。

14.根据权利要求1-12其中任一项所述的AC/DC转换器，其中

无源滤波器(1200)连接在与所述DC阻隔电容器串联的相支路的第一串联连接点和第二串联连接点之间。

15.一种操作具有至少两个相支路(301)的AC/DC转换器(300)的方法，所述至少两个相支路(301)串联连接在所述AC/DC转换器的第一DC连接端子和第二DC连接端子(207)之间，其中每个相支路包括：

AC连接(210)，具有被布置成将所述相支路连接到AC系统(115)的相的第一AC连接端子和第二AC连接端子；

相分支(303)，包括至少一个转换器单元(400)且具有第一分支端部端子和第二分支端部端子(E)；以及

电容器(305)；其中

所述电容器连接在所述第一分支端部端子和所述第一AC连接端子之间，所述电容器形成DC阻隔电容器；

所述第二AC端子连接到所述第二分支端部端子；并且

所述第一DC连接端子和所述第二DC连接端子之间的相支路的串联连接使得相支路中的第一串联连接点(P1)位于所述第一分支端部端子和所述DC阻隔电容器之间，而第二串联连接点(P2)位于所述第二分支端部端子和所述第二AC连接端子之间；该方法包括：

控制相支路的相分支的转换器单元的切换，以在相支路的所述第一串联连接点和所述第二串联连接点(P1，P2)之间提供根据以下表达式的电压：

$U_k=U_k^{DC}+{\hat{U}}_v^{AC}\sin (\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\Θ}}_k),$

其中k指示第k个相支路，k∈[1，P]，P是所述AC/DC转换器300的相的数目；指示在所述第一串联连接点和所述第二串联连接点之间的预定期望DC电压，其中U^DC是所述DC连接端子之间的电压；是在所述第一串联连接点和所述第二串联连接点之间期望峰值AC电压，t是时间，ω是在AC输出处的期望角频率，且Θ_k是期望的相角。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：针对每个相支路：

测量由其可获得所述相支路的DC阻隔电容器两端的DC电压的至少一个电压；以及

依赖于所接收的电压测量信号控制所述相分支的转换器单元的切换，以使得所述相支路的DC阻隔电容器两端的DC电压对应于所述预定的期望DC电压。

17.根据权利要求15或16所述的方法，还包括：

测量指示来自所述AC/DC转换器的AC输出电压的零序分量的量；

依赖于所述测量的量以减轻DC侧共模谐波电流分量的方式控制所述AC/DC转换器的至少一个转换器单元的切换。

18.根据权利要求17所述的方法，其中

以减轻DC侧共模谐波电流分量的方式被控制的所述至少一个转换器单元是与所述相支路串联连接的有源滤波器(1000)的部分。

19.根据权利要求17所述的方法，其中

以减轻DC端共模谐波电流分量的方式被控制的所述至少一个转换器单元是所述相支路的相分支的转换器单元。