CN104604111A - 转换器设备以及相应的方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种被布置为转换在第一高压直流HVDC连接、第二HVDC连接和交流AC连接之间转换功率的转换器设备。转换器设备包括：第一功率转换器，该第一功率转换器包括设置在第一HVDC连接的端子之间的至少一个相位分支，相位分支包括正向臂、电感器、AC连接以及负向臂。正向臂和负向臂中的每一个包括转换器单元，并且所有转换器单元中的一个是第一主转换器单元。每个转换器单元包括至少两个主开关元件以及存储元件，两个串联布置的开关元件与能量存储元件并联。转换器设备还包括功率转换器部分，功率转换器部分包括第一转换器单元，该第一转换器单元包括至少两个开关元件，串联连接的至少两个开关元件与第一主转换器单元的能量存储元件并联。转换器设备被布置为基于第一主转换器单元的主要开关元件的状态控制第一开关元件串的开关元件。

Description

转换器设备以及相应的方法
技术领域
本发明涉及用于在第一高压直流(HVDC)和第二HVDC连接之间转换功率的转换器设备以及相应的方法。
背景技术
图1示出了具有两个连接的高压直流(HVDC)点对点系统的环境。第一HVDC点对点系统包括第一转换器站1a以及第二转换器站1b，具有在第一转换器站1a和第二转换器站1b之间的第一HVDC链路5a。类似地，第二HVDC点对点系统包括第三转换器站1c和第四转换器站1d，具有在第三转换器站1c和第四转换器站1d之间的第二HVDC链路5b。
第一HVDC链路5a上的标称电压是V1并且在第二HVDC链路5b上的标称电压是V2。如果V1等于V2，或几乎相等，则两个HVDC链路5a-b能够用交叉连接2互连。以这种方式，功率能够在两个HVDC点对点系统之间的任一方向中流动。
然而，当在两个HVDC链路的标称电压等级之间存在明显差异时，需要在两个系统之间转换DC功率。
如果这样的转换发生具有低成本以及低复杂度将是有益的。
发明内容
目的是提供一种允许具有不同标称电压的两个HVDC系统互连的转换器设备以及方法。
根据第一方面，提出一种被布置为在第一高压直流HVDC连接、第二HVDC连接和交流AC连接之间转换功率的转换器设备。转换器设备包括：第一功率转换器，该第一功率转换器包括设置在第一HVDC连接的端子之间的至少一个相位分支，至少一个相位分支的每一个包括被串联布置在第一HVDC连接的端子之间的正向臂、电感器、AC连接以及负向臂，其中正向臂和负向臂中的每一个包括转换器单元，并且所有转换器单元中的一个是第一主转换器单元，每个转换器单元包括至少两个主要开关元件以及存储元件，至少两个开关元件中的两个开关元件被串联布置在转换器开关元件串中，转换器开关元件串被布置为与能量存储元件并联；以及包括第一转换器单元的功率转换器部分，该第一转换器单元包括至少两个开关元件，至少两个开关元件中的两个开关元件被串联连接在第一开关元件串中，第一开关元件串与第一主转换器单元的能量存储元件并联连接，其中第一转换器单元的两个开关元件之间的点被连接至第二HVDC连接的第一端子，其中转换器设备被布置为基于第一主转换器单元的主要开关元件的状态控制第一开关元件串的开关元件。
利用该转换器，功率转换器部分与第一主转换器单元一起工作。换句话说，通过使用第一主转换器单元的开关元件用于与功率转换器部分结合的附加转换，形成新的、组合的转换器单元。这提供了具有仅两个附加开关元件的转换器。
功率转换器部分可以进一步包括第二转换器单元，第二转换器单元包括在第二开关元件串中串联连接的至少两个开关元件，第二开关元件串与第二主转换器单元的能量存储元件并联连接，第二主转换器单元是包括第一主转换器单元的相位分支的转换器单元中的一个，其中在第二转换器单元的两个开关元件之间的点被连接第二HVDC连接的第二端子，并且第一主转换器器单元和第二主转换器单元被设置在包括第一主转换器单元和第二主转换器单元的相位分支的AC连接的任一侧上。使用第二转换器单元，阻止循环DC电流。
短语“直接连接”在本文的权利要求和说明书中解释为具有没有中间部件。
转换器设备可以被布置为控制第一开关元件串的开关元件，使得第一开关元件串的开关元件和第一主转换器单元的主要开关元件一起操作为全桥转换器单元。
在转换器开关元件串的两个开关元件之间的点可以被连接至第一HVDC连接的端子。
第一功率转换器可以是AC/DC转换器。AC/DC能够是在任一方向的单向转换器或双向转换器。
转换器单元的至少部分可以是半桥转换器单元。
转换器单元的至少部分可以是全桥转换器单元。
功率转换器部分可以包括被布置在两个并联串中的四个开关元件，每个串包括两个开关元件，其中两个并联串与第一主转换器单元的能量存储元件并联连接。
转换器设备可以进一步包括连接至功率转换器部分的滤波器，滤波器被布置为降低第二HVDC连接的纹波。
功率转换器部分形成DC到DC转换器的部分。
第一功率转换器可以包括用于提供三个相AC连接的三个相位分支。
功率转换器部分可以包括DC/AC转换器以及用于每一相的变压器、以及连接在变压器和第二HVDC连接之间的AC/DC转换器。
功率转换器部分可以进一步包括设置在AC/DC转换器和第二HVDC连接之间的极性变换器。
根据第二方面，提供了一种使用转换器设备用于在第一高压直流HVDC连接、第二HVDC连接和交流AC连接之间转换功率的方法，转换器设备包括：第一功率转换器，该第一功率转换器包括设置在第一HVDC连接的端子之间的至少一个相位分支，至少一个相位分支的每一个包括被串联布置在第一HVDC连接的端子之间的正向臂、电感器、AC连接以及负向臂，其中正向臂和负向臂中的每一个包括转换器单元，并且所有转换器单元中的一个是第一主转换器单元，每个转换器单元包括至少两个主要开关元件以及存储元件，至少两个开关元件中的两个开关元件被串联布置在转换器开关元件串中，转换器开关元件串被布置为与能量存储元件并联；以及包括第一转换器单元的功率转换器部分，该第一转换器单元包括至少两个开关元件，至少两个开关元件中的两个开关元件被串联连接在第一开关元件串中，第一开关元件串与第一主转换器单元的能量存储元件并联连接，其中第一转换器单元的两个开关元件之间的点被连接至第二HVDC连接的第一端子。方法包括控制功率转换器部分基于第一主转换器单元的主要开关元件的状态将可控制的DC电压注入以使第一HVDC连接和第二HVDC连接的电压匹配。
控制的步骤可以包括控制功率转换器部分的开关元件以实现在第一HVDC连接和第二HVDC连接之间期望的电压和极性。
控制的步骤可以包括控制第一开关元件串的开关元件，使得第一开关元件串的开关元件和第一主转换器单元的主要开关元件一起操作为全桥转换器单元。
第一和第二方面的任一特征可以在适当的情况下被应用至这些方面中的另一个。
通常，权利要求中使用的所有术语可以根据在技术领域中它们普通含义来解释，除非本文中另外明确定义的。对“一/一个/该元件、装备、部件、装置、步骤等”的所有引用被开放地解释为涉及元件、装备、部件、装置、步骤等中的至少一个实例，除非另外明确地陈述的。本文公开的任何方法的步骤不必以公开的准确顺序执行，除非明确地陈述。
附图说明
现在以示例的方式参考附图来描述本发明，其中：
图1示出了具有两个连接的HVDC点对点系统的环境；
图2A-C示出了互连两个连接的HVDC点对点系统的各种实施例；
图3示出了图2A-C的转换器设备的实施例；
图4A-D示出了在各种实施例中图3的转换器设备的详图；
图5A-B示出了图3和6的转换器设备的转换器单元的两个实施例；
图6示出了图2A-C的转换器设备的一个实施例；
图7是图示在图2A-C的转换器设备中执行的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图在之后更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的特定实施例。然而，该发明可以以很多不同的形式实施并且不应当被理解为限制于本文所阐述的实施例；此外，这些实施例以示例的方式提供从而本公开将是全面和完整的，并且将充分地将本发明的范围传递至本领域的技术人员。相似的数字贯穿说明书指示相似的元件。
图1示出了在背景部分中描述的具有两个连接的HVDC点对点系统的环境。
图2A-C示出了互连两个连接的HVDC点对点系统的各种实施例。在图2A中示出的实施例中，提供了转换器设备9，包括第一转换器站1a的第一功率转换器以及功率转换器部分4。以这种方式，交叉连接2上的电压被控制为V2，使得在电压中存在明显差异时在两个连接的HVDC点对点系统之间的实现连接。
转换器设备9能够被设置在不同位置中。在图2B中示出的实施例中，转换器设备9被设置连接至第二HVDC点对点系统的第三转换器站1c。在图2C中示出的实施例中，分别在第一和第二HVDC点对点系统的第一和第三转换器站1a、1c处提供两个转换器设备9。
图3示出了图2A-C的转换器设备9的实施例。转换器设备9被布置为在第一HVDC连接DC1、第二HVDC连接DC2和AC(交流)连接U、V、W之间转换功率。第一HVDC连接DC1能够例如被连接至图2A-C的第一HVDC链路5a，并且第二HVDC连接DC2能够例如被连接至图2A-C的第二HVDC链路5b，或反之亦然。
转换器设备9包括第一功率转换器1和功率转换器部分4。
第一功率转换器包括设置在第一HVDC连接DC1的端子DC1 +、DC1 -之间的三个相位分支3a-c。如图3中示出的三个相位分支3a-c，能够提供任意数目的相位分支。相位分支3a-c的每一个包括被串联布置在第一HVDC连接DC1的端子DC1 +、DC1 -之间的正向臂7a-c、电感器6、AC连接U、V、W和负向臂8a-c。可选地，电感器6在相应的AC连接U、V、W中的任一部分被分为两部分。正向臂7a-c和负向臂8a-c的任一个包括多个转换器单元10。
转换器单元10被控制为将功率从第一DC连接DC1转换至三相AC连接U、V、W，或反之亦然。
功率转换器部分4被连接在第二HVDC连接DC2的端子DC2 +、DC2 -的任一侧。另一方面，功率转换器部分4的正向转换器单元11a连接至正向臂7c的转换器单元10，其也连接至第一HVDC连接的正向端子DC1 +。此外，功率转换器部分4的负向转换器单元11b连接至负向臂8c的转换器单元10，其也连接至第一HVDC连接的负向端子DC1 -。负向转换器单元11b存在时为了与正向转换器单元11a一起阻止DC循环电流流至ac线路。
两个功率转换器1、4的转换器单元10、11a-b的每一个包括开关元件(见图4A-D、5A-B)。开关元件能够例如使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换流晶闸管(IGCT)、可关断晶闸管(GTO)或任意其他适合的高功率半导体部件来实施。此外，至少第一功率转换器1的转换器单元每一个包括能量存储元件(见4A-C、5A-B)。能量存储元件能够例如使用电容器、超电容器、电感器、电池等实施。
使用功率转换器部分4、单向或双向功率变换能够在第一HVDC连接DC1和第二HVDC连接DC2之间发生。同样，转换也能够发生至AC连接U、V、W或从AC连接U、V、W发生。第一HVDC连接DC1能够具有比第二HVDC连接DC2高的电压，或反之亦然。使用该解决方案，在连接两个转换器站中实现灵活性，其可以是标称DC电压明显不同的较大网络或dc网的部分。
图3的功率转换器部分4注入与DC线路串联的可控制的正向或负向DC电压以使两个站电压匹配。示出的实施例的优势是其仅涉及对现有系统的小的修改。第一功率转换器1通常是已有的转换器站，因而仅功率转换器部分4的部件需要被增加。
功率设备4能够在如图2A-C中所示的点对点系统中使用，或在多点系统中使用，只要需要在连接的HVDC系统之间的电压转换。
可实现的是所提出的实施例在其他相位分支3a-b的单元上创建非均匀负载。该不平衡可以引起循环DC电流。然而，循环电流非常低。例如，对于具有每个臂36个单元的1200MW的转换器设备9并且其DC1是640kV以及DC2是656kV(通过在每一极上增加8kV增加16kV)，在连接的相位分支3c中的循环电流DC仅约30A(来自其他两相的15A+15A)。
图4A-D示出了在各种实施例中图3的转换器设备4的详图。
在图4A中示出的实施例中，所示出的功率转换器部分4的正向转换器单元11a连接至正向臂7c的第一主转换器单元10，其也连接至第一HVDC连接的正向端子DC1 +。换句话说，在图4A中示出的第一主转换器单元10是在图3的第三正向臂7c中示出的最顶部的转换器单元10。
正向臂7c的第一主转换器单元10在该示例中是半桥转换器单元并且包括在转换器开关元件串中与能量存储元件16并联连接的两个开关元件14a-b。注意，第一主转换器单元10也可以是全桥转换器单元。正向转换器单元11a也包括被串联布置在开关元件串中的两个开关元件15a-b。
正向转换器单元11a的开关元件串与正向臂的转换器单元10的能量存储元件16并联连接。正向转换器单元11a的输出连接至在开关元件串的两个开关元件15a-b之间的点。输出经由滤波器13连接至第二HVDC连接DC2的正向端子DC2 +。滤波器13降低在第二HVDC连接DC2上的纹波。滤波器能够例如是适当尺寸的LC滤波器。
功率转换器部分4能够产生两个极的输出电压，因此能够被用于增加或降低第一HVDC连接DC1的净DC母线电压。在图4A中，这通过被用为全桥转换器的部分的正向臂的第一主转换器单元10来实现，因而仅需要增加正向转换器单元11a的两个开关元件15a-b。原始第一主转换器单元10的能量存储元件16也变为结果的全桥转换器的部分。正向臂7c的第一主转换器单元10和正向转换器单元11a能够是分离的互连的设备或可选地是在一个物理设备中组合的。作为全桥转换器，在端子DC1 +和DC2 +处的结果的电压能够设定为两个符号，因而全桥转换器单元的输出电压能够为零、能量存储部件16的电压或是能量存储部件16的反向电压。
在操作期间，功率转换器部分应当避免具有在第一功率转换器的标称操作的显著的负效应。因此，功率转换器部分的操作通过第一主转换器单元10的操作支配。这意味着对于到DC2 +的正向平均电压贡献，在第一开关元件14a导通时正向单元11a能够操作。当第二开关元件14b导通时，正向单元11a保持无作用或旁路。为了获得合适的到DC2 +的可变DC贡献电压，在正向单元11a的第二开关元件15b在导通状态中的持续时间可以变化，即占空比。
类似地，为了获得到DC2 +的负向平均贡献，仅在第二开关元件14b导通时正向单元操作。为了获得到DC2 +的可变DC贡献电压，正向单元的第一开关元件15a的持续时间能够变化。
正向转换器单元的操作能够被概括在以下给定表格中，其中“1”指示导通状态，并且“0”指示阻断状态。
为了获得到DC2 +的正向电压贡献，在表1中示出开关模式，其中Vc是能量存储元件16的电压：
表1：用于正向贡献的开关模式
术语旁路是指对DC2 +和DC1 +的电压贡献的为零的状态。使用术语旁路代替零因为在该周期期间，功率转换器部分不能够操作以对期望的输出电压作出贡献。在该周期期间仅零输出和-Vc是可能的。
为了获得到DC2 +的负向电压贡献，在表2中示出开关模式：
表2：用于负向贡献的开关模式
在表2中，旁路也是指对DC2 +和DC1 +的电压贡献的为零的状态。使用术语旁路代替零因为在该周期期间，功率转换器部分不能够操作以对期望的输出电压作出贡献。在该周期期间仅零输出和Vc是可能的。
在图4B所述的实施例中，示出的功率转换器部分的负向转换器单元11b连接至负向臂8c的第二主转换器单元10，其也连接至第一HVDC连接的负向端子DC1 -。换句话说，在图4B中所示出的第二主转换器单元10是在图3的第三负向臂8c中示出的最低处的转换器单元10。
到第一HVDC连接的负向端子DC1 -的连接源于能量存储元件16的负向端子，而到负向端子DC2 -的连接源于在两个开关元件15a-b之间的点。不同于图4A中示出的实施例，在端子DC1 -和DC2 -处的负向转换器单元11b的输出电压是单极的。也就是能够对DC2 -作出零电压和能量存储部件16的电压的贡献。在第二正向单元开关元件15b导通时，转换器单元对DC2 -增加零电压。在第一正向单元开关元件15a导通时，转换器单元对DC2 -增加能量存储部件16的电压。该转换器单元的开关操作如下被概括在表3中：
表3：用于图4B的负向单元的开关模式
因此在图4B所示出的实施例中，15a-b的开关操作独立于14a-b的开关模式。
如在图4B的实施例，在图4C中示出的实施例中，功率转换器部分的负向转换器单元11b示出为连接至负向臂8c的第二主转换器单元10，其也连接至第一HVDC连接的负向端子DC1 -。换句话说，图4B中示出的第二主转换器单元10是图3的第三负向臂8c中示出的最低处的转换器单元。
在该实施例中，到第一HVDC连接的负向端子DC1 -的连接源于在两个开关元件14a-b之间的点。如果该实施例与图4A的实施例组合，实现来自第一HVDC连接的正向和负向端子DC1 +、DC1 -的视图的对称性。以这种方式，图4B的转换器单元是与图4A的转换器单元等效配置，有效地实施全桥转换器单元。
图4C中示出的开关元件的开关根据以上参考图4A描述的相同的原理进行控制。
图4D示出作为在图4A中示出的实施例的扩展的实施例。在该实施例中，正向单元11a包括在与两个原有的开关元件15a-b并联的相位分支中的两个附加的开关元件。正向单元11a的两个并联脚的中点分别经由滤波器13连接至第一和第二HVDC连接的正向端子DC1 +、DC2 +。
附加开关元件15c-d以与第一主转换器单元10的开关元件14a-b相同的方式控制，因而增加电流容量。
图5A-B示出图3的转换器设备的转换器单元10的两个实施例，图5A图示实施半桥结构的转换器单元。转换器单元10这里包括以开关元件14a-b的形式的两个串联连接的有源部件，例如IGBT、IGCT、GTO、强制换流晶闸管等。开关元件14a-b中的每一个包括反并联二极管。能量存储部件16也设置为与晶体管14a-b的脚并联。通过转换器单元合成的输出电压能够因此是零或能量存储部件16的电压。
图5B图示了实施全桥结构的转换器单元10。转换器单元10这里包括四个开关元件14a-b，例如IGBT、IGCT、GTO等。能量存储部件16也设置为跨两个晶体管14a-b的第一脚和两个晶体管14c-d的第二脚并联。与图9B的半桥相比，全桥结构允许输出电压的合成能够设定为两个符号，因而转换器单元的电压能够可以是零、能量存储部件16的电压或能量存储部件16的反向电压。
图6示出了图2A-C的转换器设备9的一个实施例。在该示例中，转换器设备9类似于图3的转换器设备，但是这里连接至所有三个相位分支的转换器单元。这里，存在连接至转换器10中的一个的DC/AC转换器20。在该实施例中，转换器单元10能够是转换器单元中的任一个，不仅是最高处或最低处的转换器单元。相应的DC/AC转换器中的每一个连接至相应的变压器23或组合的三相变压器(例如，开式三角形或开式星型)。变压器的一个目的是为了阻止在相位分支的转换器单元之间的短路。
三相AC/DC转换器21连接至三个变压器23。在三相AC/DC转换器21的另一侧，提供将反转用于第二HVDC连接DC2的极性的极性变换器22。
图7是图示在图2A-C的转换器设备9中执行的方法的流程图。该方法在图3或图6的转换器设备中执行。方法包括控制50功率转换器部分以注入正向或负向可控DC电压以使第一HVDC连接(DC1)和第二HVDC(DC2)的电压匹配。
控制步骤50包括基于如以上参考表1-2中的图4A所描述的连接的主转换器单元的主要开关元件的状态(导通或阻断)而控制功率转换器部分的至少两个开关元件15a-d。
以上参考一些实施例主要对本发明进行了描述。然而，如本领域的技术人员容易理解的，除了以上公开的实施例以外的如附加权利要求所限定的其他实施例在本发明的范围内也是可能的。

Claims (16)

1.一种被布置为在第一高压直流HVDC连接(DC1)、第二HVDC连接(DC2)和交流AC连接(U、V、W)之间转换功率的转换器设备(9)，所述转换器设备(9)包括：
第一功率转换器(1、1a-d)，所述第一功率转换器(1、1a-d)包括设置在所述第一HVDC连接(DC1)的端子之间的至少一个相位分支(3a-c)，所述至少一个相位分支的每一个相位分支包括被串联布置在所述第一HVDC连接(DC1)的所述端子之间的正向臂(7a-c)、电感器(6)、AC连接(U、V、W)以及负向臂(8a-c)，其中所述正向臂(7a-c)和所述负向臂(8a-c)中的每一个包括转换器单元(10)，并且所有所述转换器单元(10)中的一个是第一主转换器单元，每个转换器单元(10)包括至少两个主要开关元件(14a-d)以及存储元件(16)，所述至少两个开关元件(14a-d)中的两个开关元件被串联布置在转换器开关元件串中，所述转换器开关元件串与所述能量存储元件(16)并联连接；以及
包括第一转换器单元(11a)的功率转换器部分(4、4a-b)，所述第一转换器单元(11a)包括至少两个开关元件(15a-d)，所述至少两个开关元件中的两个开关元件被串联连接在第一开关元件串中，所述第一开关元件串与所述第一主转换器单元的所述能量存储元件(16)并联连接，其中所述第一转换器单元(11a)的所述两个开关元件之间的点被连接至所述第二HVDC连接(DC2)的第一端子；
其中所述转换器设备(9)被布置为基于所述第一主转换器单元的所述主要开关元件(14a-d)的状态控制所述第一开关元件串的所述开关元件。
2.根据权利要求1所述的转换器设备(9)，其中所述功率转换器部分(4、4a-b)进一步包括第二转换器单元(11b)，所述第二转换器单元(11b)包括串联连接在第二开关元件串中的至少两个开关元件(15a-d)，所述第二开关元件串与第二主转换器单元(10)的所述能量存储元件(16)并联连接，所述第二主转换器单元(10)为包括所述第一主转换器单元的所述相位分支的所述转换器单元中的一个，其中所述第二转换器单元(11b)的所述两个开关元件之间的点连接所述第二HVDC连接(DC2)的第二端子，并且所述第一主转换器单元和所述第二主转换器单元被设置在包括所述第一主转换器单元和所述第二主转换器单元的所述相位分支的所述AC连接(U、V、W)的任一侧上。
3.根据权利要求1或2所述的转换器设备(9)，其中所述转换器设备被布置以控制所述第一开关元件串的所述开关元件，使得所述第一开关元件串的所述开关元件和所述第一主转换器单元的所述主要开关元件(14a-d)一起操作为全桥转换器单元。
4.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中在所述转换器开关元件串中的所述两个开关元件(14a-b)之间的点连接至所述第一HVDC连接(DC1)的端子。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述第一功率转换器(1、1a-d)是AC/DC转换器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述转换器单元(10)的至少部分是半桥转换器单元。
7.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述转换器单元(10)的至少部分是全桥转换器单元。
8.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述功率转换器部分(4)包括被布置在两个并联串中的四个开关元件(15a-d)，每个串包括两个开关元件，其中两个并联串与所述第一主转换器单元的所述能量存储元件(16)并联连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，进一步包括连接至所述功率转换器部分的滤波器(13)，所述滤波器(13)被布置为降低所述第二HVDC连接(DC2)上的任何纹波。
10.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述功率转换器部分(4、4a-b)形成DC直流到DC转换器的部分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的转换器设备(9)，其中所述第一功率转换器(1、1a-d)包括用于提供三相AC连接的三个相位分支。
12.根据权利要求11所述的功率转换器(9)，其中所述功率转换器部分包括DC/AC转换器(20)和用于每一相的变压器(23)、以及连接在所述变压器和所述第二HVDC连接(DC2)之间的AC/DC转换器(21)。
13.根据权利要求12所述的功率转换器(9)，其中所述功率转换器部分进一步包括设置在所述AC/DC转换器和所述第二HVDC连接(DC2)之间的极性变换器(22)。
14.一种使用转换器设备(9)用于在第一高压直流HVDC连接(DC1)、第二HVDC连接(DC2)和交流AC连接(U、V、W)之间转换功率的方法，所述转换器设备(9)包括：第一功率转换器(1、1a-d)，所述第一功率转换器(1、1a-d)包括设置在所述第一HVDC连接(DC1)的端子之间的至少一个相位分支(3a-c)，所述至少一个相位分支的每一个包括被串联布置在所述第一HVDC连接(DC1)的所述端子之间的正向臂(7a-c)、电感器(6)、AC连接(U、V、W)以及负向臂(8a-c)，其中所述正向臂(7a-c)和所述负向臂(8a-c)中的每一个包括转换器单元(10)，并且所有所述转换器单元(10)中的一个是第一主转换器单元，每个转换器单元(10)包括至少两个主要开关元件(14a-d)以及存储元件(16)，所述至少两个开关元件(14a-d)中的两个开关元件被串联布置在转换器开关元件串中，所述转换器开关元件串与所述能量存储元件(16)并联连接；以及包括第一转换器单元(11a)的功率转换器部分(4、4a-b)，所述第一转换器单元(11a)包括至少两个开关元件(15a-d)，所述至少两个开关元件中的两个开关元件被串联连接在第一开关元件串中，所述第一开关元件串与所述第一主转换器单元(10)的所述能量存储元件(16)并联连接，其中所述第一转换器单元(11a)的所述两个开关元件之间的点被连接至所述第二HVDC连接(DC2)的第一端子；
所述方法包括控制(50)所述功率转换器部分(4、4a-b)以基于所述第一主转换器单元的所述主要开关元件(14a-d)的状态将可控制的DC电压注入以使所述第一HVDC连接(DC1)和所述第二HVDC连接(DC2)的电压匹配的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述控制(50)的步骤包括控制所述功率转换器部分的开关元件以实现所述第一HVDC连接(DC1)和所述第二HVDC连接(DC2)之间期望的电压和极性。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中所述控制(50)的步骤包括控制所述第一开关元件串的所述开关元件，使得所述第一开关元件串的所述开关元件和所述第一主转换器单元的所述主要开关元件(14a-d)一起操作为全桥转换器单元。
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