CN108667329B - 用于控制例如在多终端功率传输系统中或在dc微电网中的多个转换器的操作的方法 - Google Patents

Abstract

公开用于控制功率传输系统的多个转换器的操作的方法和功率传输系统。对于转换器的每个，如果转换器的电压不在所选电压范围内，控制通过转换器的功率流,使得功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，或如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制通过转换器的功率流,使得功率流对应于转换器的电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内。例如，在转换器的电压在所选电压范围内的情况下，根据电压裕度控制法或与其类似地控制转换器的操作，并且在转换器的电压不在所选电压范围内的情况下，根据下垂控制法或与其类似地控制转换器的操作。

Description

用于控制例如在多终端功率传输系统中或在DC微电网中的多 个转换器的操作的方法

技术领域

本发明一般涉及功率传输系统领域。具体地，本发明涉及用于控制多个转换器的操作的方法，这些多个转换器经由其相应直流（DC）侧电连接到DC功率传输系统用于经由DC功率传输系统在转换器之间传输功率，其中每个转换器经由其交流（AC）侧进一步电连接到AC功率系统并且配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。DC功率传输系统可例如包括高压直流（HVDC）功率传输系统或由其构成。

背景技术

由于对功率供应或输送以及互连功率传输和配电系统的增加的需要，HVDC功率传输变得越来越重要。在HVDC功率系统中，通常包含有接口布置，该接口布置包含或构成HVDC转换器或转换器站，其是配置成将高压DC转换成AC或反之亦然的一类转换器或转换器站，所述接口布置配置成使AC功率系统与DC功率系统耦合，或反之亦然。HVDC转换器系统可包括多个元件，例如转换器本身（或串联或并联连接的多个转换器）、一个或多个变压器、电容器、滤波器和/或其他辅助元件。转换器可包括多个基于固态的器件，例如半导体器件。HVDC技术可分类为基于电流源转换器（CSC）的HVDC和基于电压源转换器（VSC）的HVDC。尽管基于CSC的HVDC转换器采用晶闸管作为开关或切换元件（和/或未自换向的其他开关或切换元件），基于VSC的HVDC转换器采用例如绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为开关或切换元件（和/或自换向的其他开关或切换元件）。多个固态半导体器件（例如晶闸管或IGBT）可连接在一起（例如串联）来形成HVDC转换器的构建块或单元。转换器单元备选地可称为（HVDC）转换器阀。

HVDC功率传输在过去一般仅涉及点对点功率传输，即在两个终端或两个转换器之间的功率传输。在多于两个终端或多于两个转换器之间的功率传输一般比两终端功率传输更复杂。例如，用于控制功率传输的操作的控制系统可变得更复杂，并且在转换器或转换器站之间的通信要求可变得更高。与仅仅在两个终端之间的功率传输相比，对于在多于两个终端之间的功率传输，用于控制功率传输的操作的控制系统可变得更复杂。对此的一个原因是对于在多于两个终端之间的功率传输可更难以控制例如在干扰（其可在功率传输系统中出现）期间功率传输系统内的功率流。例如，在HVDC功率传输系统内干扰（例如比如一个或多个转换器和/或使不同转换器互连的一个或多个传输线或电缆停用）的情况下，可必须控制功率传输系统的其他组件以用于确保整个功率传输系统以及功率传输系统内和/或从功率传输系统的配电的足够稳定性。

DC功率传输系统或电网（其中在多于两个终端或多于两个转换器之间出现功率传输）在下面可称为多终端DC（MTDC）功率传输系统或电网。

功率传输系统的示例（其中功率传输可在多于两个终端之间发生），即MTDC功率传输系统的示例，是HVDC电网。HVDC电网的出现很大程度上基于开发基于VSC的HVDC功率传输系统。通过使用HVDC电网，对于长距离功率传输的整体传输线损耗与AC功率传输相比可减少，可促进功率传输系统中远程定位的可再生能量生成厂（例如海上风力农场）的可靠和高效集成，可促进间歇性功率需求和功率供应的良好平衡，并且可实现连接HVDC电网的任何AC功率系统的相对高稳定性。就像对于其他类型的功率传输系统（其中功率传输可在多于两个终端之间发生）一样，HVDC电网可要求相对复杂的控制系统用于控制功率传输系统的操作，特别在一个或多个转换器和/或连接不同转换器的一个或多个传输线或电缆的任何停用或HVDC电网中可能出现的其他干扰期间。这种控制系统例如可实现用于基于本领域内已知的控制法（例如所谓的主从法、电压裕度法、下垂控制法（其包含不同类型的下垂控制，例如自适应下垂、死区下垂和非死区下垂）、比率控制法或所谓的优先级控制法）来控制HVDC电网中的转换器的操作的控制策略。然而，这类控制法可能遭受不利，例如比如转换器对可能出现的任何干扰的控制的相对差的动态响应、要求转换器或转换器站之间相对广泛的通信。而且,它们在HVDC电网中引入附加转换器或转换器站的情况下可能要求相对广泛的重新配置。此外，这类控制法可不能充分减少例如在出现故障后功率传输系统恢复过程期间电压中电压瞬态和偏差的出现。

发明内容

鉴于上文，本发明关注要提供用于控制多个转换器的操作的方法，这些多个转换器经由其相应DC侧电连接到DC功率传输系统用于经由该DC功率传输系统在转换器之间传输功率，其中每个转换器经由其AC侧进一步电连接到AC功率系统并且配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然，所述方法可允许或促进提供转换器对可出现的任何干扰（例如在DC功率传输系统中）的相对良好动态响应。

本发明进一步关注要提供这样的方法，其在引入要控制的附加转换器的情况下可不要求或只要求相对小程度的重新配置。

本发明进一步关注要提供这样的方法，其可要求转换器之间的通信到达相对小的程度。

本发明进一步关注要提供这样的方法，其可使例如在出现故障后功率传输系统恢复过程期间电压中电压瞬态和偏差的出现减少到相对大的程度。

为了解决这些关注和其他关注中的至少一个，提供根据独立权利要求的方法和功率传输系统。优选实施例由从属权利要求限定。

根据第一方面,提供有用于控制多个转换器的操作的方法，多个转换器经由其相应DC侧电连接到DC功率传输系统用于经由DC功率传输系统在转换器之间传输功率。每个转换器经由其AC侧进一步电连接到AC功率系统。每个转换器配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。配置转换器中的每个以便能够控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流。

对于转换器中的每个,方法包括：

感测转换器的电压；以及

如果转换器的电压不在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，这可能与下垂控制法类似；或

如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于转换器的电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内，这可能与电压裕度控制法类似。

根据第一方面的对多个转换器的操作的控制因此基于对转换器中的每个在功率控制与电压控制之间的切换控制策略，这取决于转换器的感测电压。

转换器的功率流参考值或范围可以是有源功率流参考值或范围。

通过转换器的功率流可与转换器的电压（例如，转换器的DC电压）相关。对于转换器中的每个，如果转换器的电压不在所选电压范围内，控制通过转换器的（有源）功率流以便符合转换器的功率流参考值或范围，并且如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制通过转换器的功率流使得转换器的电压例如在转换器的电压参考范围内。根据第一方面的方法因此能够视为基于下垂控制和电压裕度控制的混合控制法。例如，如果转换器的电压不在所选电压范围内，转换器的操作模式可从电压控制模式改变成（有源）功率流控制模式，或反之亦然,如果转换器的电压在所选电压范围内的话。

使用PSCAD®（也称为PSCAD®/EMTDC™，由加拿大马尼托巴省温尼伯市R3P 1A3的马尼托巴HVDC研究中心211商业快车道(Commerce Drive)开发）的四终端MTDC电网的时域仿真已被使用以便通过采用转换器控制特性这种混合来证实可促进使通过功率传输系统的功率流维持在标称操作范围内并且使DC功率传输系统的DC电压维持在标称操作范围内，特别在功率传输系统中出现可影响在转换器之间经由DC功率传输系统的功率传输的任何干扰时更为如此。可出现的这种干扰可例如采用转换器中的一个或多个的停用、通过转换器中的一个或多个的功率流突变和/或DC功率传输系统中的一个或多个组件的停用（例如比如转换器中的两个或更多个互连的一个或多个功率传输线的停用）的形式。在某种意义上，因此可影响转换器之间经由DC功率传输系统的功率传输的这种干扰可另外或备选地采用重新配置转换器中的一个或多个、引入一个或多个附加转换器等形式。

此外，凭借时域仿真已证实通过采用根据第一方面的转换器控制特性的混合，可引入待控制的附加转换器而不要求转换器的操作的控制的广泛重新配置或仅要求相对少的重新配置。

例如，根据本发明的一个或多个实施例，对于转换器中的每个，在转换器的电压不在所选电压范围内的情况下，根据下垂控制法或与其类似地控制转换器的操作，并且在转换器的电压在所选电压范围内的情况下，根据电压裕度控制法或与其类似地控制转换器的操作。

转换器中的每个或任一个的所选电压范围可例如是转换器的允许或额定操作电压范围。转换器的允许或额定操作电压范围可例如被预定义，并且可取决于转换器的特定配置、设计和/或构造。

对于转换器中的任一个的功率流参考值或范围可例如对应于在转换器的允许或额定操作功率流范围内的转换器的功率流参考值或范围。转换器的允许或额定操作功率流范围可例如被预定义，并且可取决于转换器的特定配置、设计和/或构造。

如在前面提到的，配置转换器中的每个以便能够控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流。如本领域内所知的,转换器的这种能力能够采用不同方式实现，并且其在本文的详述描述因此被省略。

例如，多个转换器中的每个可经由其相应DC母线电连接到DC功率传输系统用于经由DC功率传输系统在多个转换器之间传输功率。而且,多个转换器中的每个可经由其相应AC母线电连接到相应AC功率系统。

在本申请的上下文中，通过转换器的DC母线,它原则上意味着转换器的任何类型的导体或电连接或耦合，例如如本领域内已知的类型，转换器通过其电连接或可电连接到DC实体，例如DC功率系统。

此外在本申请的上下文中，通过转换器的AC母线,它原则上意味着转换器的任何类型的导体或电连接或耦合，例如如本领域内已知的类型，转换器通过其电连接或可电连接到AC实体，例如AC功率系统。

转换器可电连接到相同的AC功率系统，或转换器中的全部或至少一些可电连接到不同的AC功率系统。

对于每个或任一个的转换器，在转换器所电连接到（在它的AC侧处）的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流可被感测。功率流的感测可重复（例如循环地）或持续或连续执行,其中所选的中间时段在执行对通过转换器的功率流的感测之间。

转换器的电压感测可重复执行。转换器的电压感测可例如循环或持续或连续执行,其中所选的中间时段在执行对转换器的电压的感测之间。转换器的电压可例如使用所选的采样时间来采样。

可感测转换器中的每个或任一个的多个电压值以便获得在所选时段期间在不同时刻转换器的多个电压值。

控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器中的每个或任一个的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围可包括基于在所选时段期间在不同时刻感测的转换器的至少两个电压值之间的差异与至少一个功率控制参数调整转换器的功率流参考值。因此，根据第一方面的方法可包括感测转换器的至少一个附加电压值以便获得在所选时段期间在不同时刻转换器的多个电压值。

多个转换器的操作的控制因此可基于控制通过转换器中的每个的功率流使得功率流对应于或更接近对应于相应转换器的功率流参考值或范围，其中相应转换器的功率流参考值基于在不同时刻感测或测量的转换器的电压值之间的差异与至少一个功率控制参数而（可能动态或重复）调整。例如，可基于使在所选时段期间在不同时刻感测或测量的转换器多个电压值中的至少两个之间的差异倍增与至少一个功率控制参数来确定递增功率流参考值。该递增功率流参考值可添加到在控制通过转换器的功率流中所使用的当前功率流参考值，因此创建或生成要用于控制通过转换器的功率流的新的更新功率流参考值。通过转换器的功率流这种控制可例如使用下垂控制法来实现，在该下垂控制法中在转换器电压-例如，转换器的DC母线电压-值改变或每当其改变时调整功率流参考。

基于在所选时段期间在不同时刻感测的转换器的多个电压值中的至少两个之间的差异与至少一个功率控制参数对转换器的功率流参考值的调整可包括基于转换器的多个电压值中的至少两个之间的差异与至少一个功率控制参数确定转换器的新的功率流参考值，并且基于新的功率流参考值修改转换器可从控制单元-例如，‘主’控制单元(其配置成控制功率传输系统的操作)-接收的稳态功率流参考值或稳态功率流参考指令(order)。先前的功率流参考值可能采用确定的新的功率流参考值代替。

至少一个功率控制参数可设置成的预定义值可例如是恒定值。预定义值可例如是下垂控制法、自适应下垂控制法、死区下垂控制法或非死区下垂控制法中包括的参数的值。下垂控制法、自适应下垂控制法、死区下垂控制法或非死区下垂控制法中包括的参数可例如包括下垂增益。

对于转换器中的每个或任一个，可感测在所选时段期间在不同时刻转换器的多个电压值。可基于转换器的多个电压值确定转换器的电压变化率。至少一个功率控制参数可设置成基于转换器的电压变化率的函数所确定的至少一个值。然而，根据本发明的一个或多个实施例，只有在转换器的电压变化率的幅度高于预定义阈值时，至少一个功率控制参数可设置成基于转换器的电压变化率的函数所确定的至少一个值，并且否则至少一个功率控制参数设置成预定义值。这可需要在转换器的电压变化率的幅度高于预定义阈值时将至少一个功率控制参数设置成较大值,与转换器的电压变化率的幅度等于或低于预定义阈值时相比。

转换器的电压的变化率的函数可例如是线性函数。使用PSCAD®的四终端MTDC电网的时域仿真指示在持续或连续感测或测量转换器的电压时(其中相对长的在时段连续感测或测量之间，例如约1ms或1ms的数量级（例如，在采用对转换器的电压采样的相对高的采样时间时）)，转换器的电压变化率的线性函数将提供至少一个功率控制参数的值，其将导致转换器对可出现的任何干扰（例如，在DC功率传输系统中）的控制的的相对良好动态响应。然而，要理解转换器的电压的变化率的函数不限于线性函数，并且根据本发明的一个或多个实施例，转换器的电压变化率的函数可以是非线性函数。

DC功率传输系统中可发生的功率传输中的任何‘干扰’的度量可由转换器的电压变化率表示。如果DC功率传输系统中可发生的功率传输中的任何干扰足够大（例如，如果干扰的幅度超过预定义阈值），可在例如转换器的DC母线电压的值改变时或每当其改变时在调整转换器的功率流参考值中考虑干扰。如果干扰是相对小的，可在转换器的DC母线电压的值改变时或每当其改变时在调整转换器的功率流参考值中未考虑干扰。如果转换器的电压变化率的幅度等于或低于预定义阈值（即，干扰是相对小的），或在稳态条件期间，至少一个功率控制参数可设置成预定义值。然而，如果转换器的电压变化率的幅度高于预定义阈值（即，干扰是相对小的），至少一个功率控制参数可设置成基于转换器的电压变化率的函数所确定的至少一个值。这可需要在转换器的电压变化率的幅度高于预定义阈值时将至少一个功率控制参数设置成较大值,与转换器的电压变化率的幅度等于或低于预定义阈值时相比。在例如转换器的DC母线电压的值改变时或每当其改变时通过设置在调整转换器的功率流参考值中所使用的至少一个功率控制参数中考虑转换器的电压变化率，可实现转换器对可出现的任何干扰（例如，在DC功率传输系统中）的控制的相对良好动态响应。进而，例如在由DC功率传输系统中可发生的功率传输中的任何‘干扰’引起的DC功率传输系统中的电压中瞬态的出现可被减少或甚至被消除。这类有利效应与上文描述的本发明的实施例的关联使用采用PSCAD®的四终端MTDC电网的时域仿真来证实。

转换器的电压可例如包括转换器的DC电压。转换器的DC电压可例如包括转换器之上或跨转换器的DC电压，或转换器的DC母线上的电压。

转换器的功率流参考值或范围可以是转换器的有源功率流参考值或范围。在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流的控制可包括在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的有源功率流的控制使得该有源功率流对应于或更接近对应于转换器的有源功率流参考值或范围。

要理解,功率传输系统能够进一步包括一个或多个附加转换器，其未根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制。也就是说，功率传输系统中包括的每个转换器可不一定根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制；可存在包括在功率传输系统中的一些转换器，其中的每个根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制，以及未采用这种方式控制的一个或多个转换器。

多个转换器中的至少一个转换器可包括多个转换器模块。转换器模块可并联电连接。每个转换器模块可配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。可配置每个转换器模块以便能够控制通过转换器模块的功率流。

可控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上分布，使得多个转换器模块中的每个输送通过至少一个转换器的功率流的一部分。

因此，控制在至少一个转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过至少一个转换器的功率流使得功率流对应于或更接近对应于至少一个转换器的功率流参考值或范围可包括控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上分布，使得多个转换器模块中的每个输送通过至少一个转换器的功率流的一部分。

控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上分布，使得多个转换器模块中的每个输送通过至少一个转换器的功率流的一部分可例如基于关于转换器模块的功率流的任何可能限制（例如，转换器模块功率流的任何允许操作范围），和/或关于转换器模块的相应模块是活跃（例如，处于‘正常’操作）还是非活跃（例如，由于一些原因而领出操作）的指示。

可控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上均匀分布，使得多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的相等部分-或基本上相等部分，或尽可能相等部分。

因此，控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上分布，使得多个转换器模块中的每个输送通过至少一个转换器的功率流的一部分可包括控制通过多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在多个转换器模块之上均匀分布，使得多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的相等部分。

根据本发明的一个或多个实施例，多个转换器中的至少一个转换器可包括：第一多个转换器模块，其可在第一DC极处并联电连接；和第二多个转换器模块，其可在第二DC极处并联电连接。第一多个转换器模块可在第一DC极与第二DC极之间与第二多个转换器模块串联电连接。每个转换器模块可配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。可配置每个转换器模块以便能够控制通过转换器模块的功率流。可控制通过第一多个转换器模块和第二多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在第一多个转换器模块和第二多个转换器模块之上分布，使得第一多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的一部分并且第二多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的余下部分。

因此，控制在至少一个转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过至少一个转换器的功率流使得功率流对应于或更接近对应于至少一个转换器的功率流参考值或范围可包括控制通过第一多个转换器模块和第二多个转换器模块中的每个的功率流使得通过至少一个转换器的功率流在第一多个转换器模块和第二多个转换器模块之上分布，使得第一多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的一部分并且第二多个转换器模块输送通过至少一个转换器的功率流的余下部分。

因此，由第一多个转换器模块输送的功率流和由第二多个转换器模块输送的功率流可一起合计为输送通过至少一个转换器的总功率流。第一DC极和第二DC极可例如分别是正DC极和负DC极。因此，输送通过至少一个转换器的功率流可在第一（例如，正）DC极与第二（例如，负）DC极中的相应极处在转换器模块之间分布（可能均匀或基本上均匀，或尽可能均匀）。

由第一多个转换器模块输送的通过至少一个转换器的功率流的部分可例如等于由第二多个转换器模块输送的通过至少一个转换器的功率流的部分。因此，由第一多个转换器模块输送的功率流可等于-或基本上等于，或尽可能等于-由第二多个转换器模块输送的功率流。

根据第二方面，提供有功率传输系统，其包括DC功率传输系统、多个转换器和至少一个AC功率系统。多个转换器经由其相应DC侧电连接到DC功率传输系统用于经由DC功率传输系统在转换器之间传输功率。每个转换器经由其AC侧进一步电连接到AC功率系统。每个转换器配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。配置转换器中的每个以便能够控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流。

功率传输系统包括至少一个控制单元。该至少一个控制单元与多个转换器通信耦合。对于转换器中的每个,至少一个控制单元配置成：

如果转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，这可能与下垂控制法类似；或

如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于转换器电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内，这可能与电压裕度控制法类似。

DC功率传输系统可例如包括在HVDC功率传输系统中或由其构成。

根据第三方面，提供有控制单元，其配置成连同根据第二方面的功率传输系统一起使用。控制单元与功率传输系统中包括的多个转换器中的至少一个通信耦合。对于多个转换器中的至少一个,控制单元配置成：

如果转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，这可能与下垂控制法类似；或

如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于转换器电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内，这可能与电压裕度控制法类似。

根据第四方面，提供有计算机程序产品，其配置成在根据第三方面的控制单元中运行。控制单元与根据第二方面的功率传输系统中包括的多个转换器中的至少一个通信耦合。计算机程序产品包括承载(carry)计算机程序代码的计算机可读部件，该计算机程序代码配置成当在控制单元中运行时促使控制单元对于多个转换器中的至少一个：

如果转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，这可能与下垂控制法类似；或

如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于转换器电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内，这可能与电压裕度法类似。

控制单元可备选地称为控制和处理电路相同，或控制和处理单元。控制单元可例如包含以下或由其构成：任何适合的中央处理单元（CPU）、微控制器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）等，或其任何组合。控制单元可以可选地能够运行计算机程序产品（例如采用存储器的形式）中存储的软件指令。存储器可例如是读和写存储器（RAM）以及只读存储器（ROM）的任何组合。存储器可包括永久存储装置，其例如能够是磁存储器、光存储器、固态存储器或远程安装存储器或其任何组合。

在本申请的上下文中，通过两个实体彼此通信耦合,它意味着这两个实体能够在它们之间利用一个或多个无线和/或非无线（‘有线’）通信部件或技术传递至少一个信号（例如，信息、消息、命令和/或数据），例如一个或多个无线通信部件或技术（例如比如射频（RF）通信或自由空间光通信（例如，基于激光器）），和/或一个或多个非无线通信部件或技术，例如比如采用至少一个光波导或光传输线（例如，光纤）和/或至少一个电导体（例如，电缆或线，例如铜导体或电缆，或铜线）。

本发明的另外的目标和优势在下面凭借例示实施例来描述。注意本发明涉及权利要求中陈述的特征的所有可能组合。本发明的另外的特征及其优势在研究本文附上的权利要求和描述时将变得明显。本领域内技术人员认识到本发明的不同特征能够组合来形成除本文描述的那些以外的实施例。

附图说明

本发明的例示实施例将在下文参考附图描述。

图1是根据本发明的实施例的功率传输系统的示意图。

图2是根据本发明的实施例的功率传输系统的一部分的示意图。

图3是根据本发明的实施例的方法的示意流程图。

所有图是示意的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出必需的部件以便阐明本发明的实施例，其中可省略或仅仅建议其他部件。

具体实施方式

本发明现在将在下文参考附图描述，其中示出本发明的例示实施例。然而，本发明可采用许多不同形式体现并且不应解释为局限于本文阐述的本发明的实施例；相反，通过示例提供这些实施例使得该公开将向本领域内技术人员传达本发明的范围。

图1是根据本发明的实施例的功率传输系统100的示意图。该功率传输系统100包括DC功率传输系统（在10处示意指示）、多个转换器11、12、13、14和AC功率系统21、22、23、24。

转换器11、12、13、14在其相应DC侧可电连接或电连接到DC功率传输系统10用于经由DC功率传输系统10在转换器11、12、13、14之间传输功率。例如，转换器11、12、13、14中的每个可经由其相应DC母线（未在图1中示出）可电连接到或电连接到DC功率传输系统10用于经由DC功率传输系统10在转换器11、12、13、14之间传输功率。

每个转换器11、12、13、14经由其相应AC侧进一步可电连接或电连接到相应的AC功率系统21、22、23、24。例如，每个转换器11、12、13、14可经由其相应AC母线（未在图1中示出）可电连接或电连接到相应AC功率系统21、22、23、24。

每个转换器11、12、13、14配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。如在图1中图示的，转换器11、12、13、14中的每个可包括配置成将DC功率转换成AC功率的逆变器和配置成将AC功率转换成DC功率的整流器。要理解,转换器11、12、13、14中的任一个可包括可在功率传输系统中使用的附加组件、元件或部件。这类附加组件、元件或部件未在图1中示出。

配置转换器11、12、13、14中的每个以便能够控制在转换器11、12、13、14所电连接到（在它的AC侧）的AC功率系统21、22、23、24与DC功率传输系统10之间通过相应转换器11、12、13、14的功率流。如在图1中图示的，转换器11、12、13、14中的每个可分别经由功率传输线31、32、33和34电连接到相应AC功率系统21、22、23、24。

根据图1中图示的本发明的实施例，功率传输系统100包括四个转换器11、12、13、14。然而，要理解,功率传输系统100能够包括多于四个转换器或少于四个转换器。功率传输系统100根据本发明的一个或多个实施例能够仅包括两个转换器。

在功率传输系统100将包括除图1中图示的四个转换器11、12、13、14以外的一个或多个附加转换器情况下，该一个或多个附加转换器可根据或可未根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制。也就是说，功率传输系统中包括的每个转换器可不一定根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制；可存在包括在功率传输系统中的一些转换器(其中的每个根据如本文描述的本发明的一个或多个实施例来控制)以及未采用这种方式控制的一些转换器。

DC功率传输系统10包括功率传输线41、42、43、44、45，转换器11、12、13、14经由其电互连。要理解,通过图1中图示的功率传输线41、42、43、44、45的转换器11、12、13、14的电互连是根据示例，并且转换器11、12、13、14的电互连的其他配置是可能的。功率传输线41、42、43、44、45中的每个或任一个可例如包括至少一个架空线和/或至少一个电缆。

DC功率传输系统10可例如包括在HVDC功率传输系统或HVDC电网中或由其构成,尽管它不限于此。根据另一个示例，DC功率传输系统10可例如包括在DC微电网中或由其构成。DC功率传输系统10中的标称操作电压可例如是几百kV，但要理解,本发明的实施例不限于DC功率传输系统10中标称操作电压的任何特定电压范围，而是原则上可适用于任何电压范围。功率传输系统100可例如包括微电网。

转换器11、12、13、14中的每个或任一个可例如是基于VSC的。

功率传输系统100包括控制单元30。功率传输系统100进一步包括四个控制单元101、102、103和104，其分别与转换器11、12、13和14关联。控制单元30与控制单元101、102、103和104中的每个通信耦合，并且可能还与功率传输系统100的其他组件关联。控制单元101、102、103和104分别与转换器11、12、13和14通信耦合。控制单元30可与控制单元101、102、103和104中的每个通信耦合以便允许或促进在其之间传递至少一个信号（例如，信息、消息、命令和/或数据）。控制单元101、102、103和104可分别与转换器11、12、13和14通信耦合，以便允许或促进在其之间传递至少一个信号（例如，信息、消息、命令和/或数据）。控制单元30与控制单元101、102、103和104的相应控制单元之间的通信以及控制单元101、102、103和104与转换器11、12、13、14之间的通信因此分别可以是双向的，但可能够可能是单向的，其中控制单元30能够将至少一个信号（例如，信息、消息、命令和/或数据）传递到控制单元101、102、103和104中的相应控制单元，并且控制单元101、102、103和104能够将至少一个信号（例如，信息、消息、命令和/或数据）传递到转换器11、12、13、14中的相应转换器。

根据图1中图示的本发明的实施例，控制单元30与控制单元101、102、103和104的通信耦合、控制单元101、102、103和104与转换器11、12、13、14的通信耦合以及可能同样在转换器11、12、13、14之间的通信耦合分别可例如凭借图1中在40示意指示的通信系统或网络来实现。尽管控制单元30与控制单元101、102、103和104之间以及控制单元101、102、103和104与转换器11、12、13、14之间的有线连接在图1中指示，通信系统或网络40不限于此。连接中的每个或任何可包括无线或非无线连接或混合无线和非无线连接。通信系统或网络40可利用一个或多个无线和/或非无线（‘有线’）通信部件或技术，例如一个或多个无线通信部件或技术（例如比如射频（RF）通信或自由空间光通信（例如，基于激光器）），和/或一个或多个非无线通信部件或技术，例如比如采用至少一个光波导或光传输线（例如，光纤）和/或至少一个电导体（例如，电缆或线，例如铜导体或电缆或铜线）。根据本发明的一个或多个实施例，通信系统或网络40可例如包括电信网络和/或广域网。

控制单元101、102、103和104配置成分别控制转换器11、12、13和14的操作，例如在功率传输系统100中出现任何干扰时，该干扰可影响转换器11、12、13、14之间经由DC功率传输系统10的功率传输。可出现的这种扰乱可例如采用转换器11、12、13、14中的一个或多个的停用、通过转换器11、12、13、14中的一个或多个的功率流中的突变和/或一个或多个功率传输线41、42、43、44、45的停用的形式。在某种意义上，因此可影响转换器11、12、13、14之间经由DC功率传输系统10的功率传输的这种扰乱可另外或备选地采用重新配置转换器11、12、13、14中的一个或多个、引入一个或多个附加转换器等形式。如在图1中图示的，控制单元101可配置成控制转换器11，控制单元102可配置成控制转换器12，控制单元103可配置成控制转换器13，并且控制单元104可配置成控制转换器14。在备选方案中，能够存在至少一个控制单元，其配置成控制转换器11、12、13和14中的全部或一些的操作。

控制单元30可以是‘主’控制单元，其可配置成协调和/或控制其他控制单元101、102、103和104的操作。

如在前面提到的，可配置转换器11、12、13、14中的每个以便能够控制在转换器11、12、13、14所电连接到（在转换器11、12、13、14的AC侧处）的AC功率系统21、22、23、24与DC功率传输系统10之间通过相应转换器11、12、13、14的功率流。如本领域内已知的,转换器的这种能力能够采用不同方式实现，并且因此省略其在本文中的详细描述。

控制单元101、102、103和104可配置成通过向相应转换器11、12、13、14传输一个或多个控制信号来控制通过转换器11、12、13、14中的相应转换器的功率流。

对于转换器11、12、13和14中的相应转换器，控制单元101、102、103和104中的每个可配置成:如果转换器11、12、13、14的电压不在所选电压范围内，控制在转换器11、12、13、14所电连接到（在它的AC侧处）的AC功率系统21、22、23、24与DC功率传输系统10之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于或更接近对应于有源功率流参考值或范围，这与下垂控制法类似。例如，对于转换器11、12、14和14中的相应转换器，控制单元101、102、103和104中的每个可配置成:如果转换器11、12、13、14的感测电压不在所选电压范围内，使转换器11、12、13、14的操作模式改变成（有源）功率流控制模式。

对于转换器11、12、13和14中的相应转换器，控制单元101、102、103和104中的每个可配置成:如果转换器11、12、13、14的电压在所选电压范围内，控制在转换器11、12、13、14所电连接到（在它的AC侧处）的AC功率系统21、22、23、24与DC功率传输系统10之间通过转换器11、12、13、14的功率流使得该功率流对应于转换器11、12、13、14的电压，其等于转换器11、12、13、14的电压参考值或其在电压参考范围内，这与电压裕度法类似。

转换器11、12、13、14的操作的控制因此可基于对转换器11、12、13、14中的每个在功率控制与电压控制之间的切换控制策略，这取决于相应转换器11、12、13、14的感测电压。

如已在前面描述的，根据本发明的一个或多个实施例，控制在转换器11、12、13、14所电连接到的AC功率系统21、22、23、24与DC功率传输系统10之间通过转换器11、12、13、14中的每个或任一个的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器11、12、13、14的功率流参考值或范围可包括控制单元101、102、103和104中的相应控制单元基于在所选时段期间在不同时刻感测的转换器11、12、13、14的电压的至少两个值之间的差异与至少一个功率控制参数分别调整转换器11、12、13和14的功率流参考值。如已在前面描述的，至少一个功率控制参数可例如设置成基于转换器11、12、13、14的电压的变化率的函数所确定的至少一个值，或预定义值（其可以是恒定值）。

控制单元30可例如配置成向控制单元101、102、103和104中的相应控制单元传输对于转换器11、12、13和14中的每个的稳态功率流参考值或稳态功率流参考指令。通过控制单元101、102、103和104中的相应控制单元对转换器11、12、13和14的功率流参考值的调整可包括基于在所选时段期间在不同时刻感测的转换器11、12、13、14的多个电压值中的至少两个之间的差异与至少一个功率控制参数确定转换器11、12、13和14的相应转换器的新的功率流参考值，并且基于分别对转换器11、12、13和14确定的新的功率流参考值来修改由控制单元30提供给控制单元101、102、103和104中的相应控制单元的稳态功率流参考值。可能地，由控制单元30提供给控制单元101、102、103和104中的相应控制单元的稳态功率参考值可采用分别对转换器11、12、13和14确定的新的功率流参考值代替。

转换器11、12、13、14中的每个的电压可例如由布置在相应转换器11、12、13、14处或在其中的一个或多个电压传感器感测。一个或多个电压传感器因此可包括在相应转换器11、12、13、14中，或一个或多个电压传感器可与相应转换器11、12、13、14分开布置（未在图1中示出）。一个或多个电压传感器可例如配置成感测或测量相应转换器11、12、13、14的DC电压，例如比如相应转换器11、12、13、14的DC母线上的电压。一个或多个电压传感器可例如配置成感测或测量相应转换器11、12、13、14的DC母线或连接到转换器11、12、13、14中的相应转换器的功率传输线与地之间的电压。一个或多个电压传感器可配置成循环或持续或连续感测或测量在所选时段期间在不同时刻相应转换器11、12、13、14的多个电压值，其中所选的中间时段在执行在所选时段期间在不同时刻对相应转换器11、12、13、14的多个电压值的感测之间。

在相应转换器11、12、13、14中包括一个或多个电压传感器的情况下，控制单元101、102、103和104可分别与转换器11、12、13、14中的相应转换器通信耦合以便允许或促进控制单元101、102、103和104与转换器11、12、13和14之间的双向通信。在一个或多个电压传感器与相应转换器11、12、13、14分开布置的情况下，通信可以是单向的，并且控制单元101、102、103和104可分别与转换器11、12、13、14中的相应转换器通信耦合以便允许或促进从控制单元101、102、103和104到转换器11、12、13和14的通信，并且可进一步与一个或多个电压传感器通信耦合以便促进从一个或多个电压传感器到控制单元101、102、103和104的通信（例如，以便传递在相应的一个或多个电压传感器处的感测或测量的电压）。控制单元101、102、103和104可以可能从转换器11、12、13和14中的相应转换器接收信息，其可包括例如关于转换器处的当前功率流或负载、功率传输线41-45中的一个或多个中的功率流或负载的信息、关于转换器处的电流和/或电压的任何可能限制（例如，转换器处的电流和/或电压的任何允许操作范围）等。

控制单元30和控制单元101、102、103和104中的任一个或每个可备选地称为控制和处理电路相同，或控制和处理单元。控制单元30和控制单元101、102、103和104中的任一个或每个可包含以下或由其组成：任何适合的CPU、微控制器、DSP、ASIC、FPGA等或其任何组合。控制单元30和控制单元101、102、103和104中的任一个或每个可以可选地能够运行计算机程序产品（例如采用存储器的形式）中存储的软件指令。存储器可例如是RAM和ROM的任何组合。存储器可包括永久存储装置，其例如能够是磁存储器、光存储器、固态存储器或远程安装存储器或其任何组合。

要理解,功率传输系统100可包括可在功率传输系统中使用的附加组件、元件或部件，所述附加组件、元件或部件未在图1中示出。

根据本发明的一个或多个其他实施例，转换器12可在电压控制模式中操作，并且因此控制单元102可配置成控制在转换器12在其AC侧处所电连接到的AC功率系统22与DC功率传输系统10之间通过转换器12的功率流使得功率流对应于转换器12的电压，其等于转换器12的电压参考值或其在转换器12的电压参考范围内。

当或每当在DC功率传输系统10中存在功率过剩或由转换器14供应的有源功率增加时，转换器11和13可在瞬态期期间通过控制在转换器11、13所电连接到（在转换器11、13的AC侧处）的AC功率系统21、23与DC功率传输系统10之间通过转换器11、13的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器11、13的功率流参考值或范围而帮助转换器12功率共享。例如，转换器11和13可根据下垂控制特性和电压裕度限制而帮助转换器12功率共享。通过转换器12的功率流可增加使得转换器12的电压落在转换器12的所选电压范围外（例如，落在它的额定电压范围或限制外），这时它的控制模式可从电压控制模式改变成功率流控制模式，其中控制在转换器12所电连接到（在转换器12的AC侧处）的AC功率系统22与DC功率传输系统10之间通过转换器12的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器12的功率流参考值或范围。DC功率传输系统10中的电压然后可增加。转换器13的电压最终可落在所选电压范围内（例如，在它的额定电压限制内），于是转换器13的控制可从功率流控制模式切换成电压控制模式，其中控制通过转换器13的功率流使得通过转换器13的功率流对应于转换器13的电压，其等于转换器13的电压参考值或期在转换器13的电压参考范围内，由此DC功率传输系统10中的电压可减小。即使转换器13在该时刻将由于某一原因而领出操作，转换器11仍可通过它在电压裕度限制中的操作来控制DC功率传输系统10中的电压。

类似地，当或每当在DC功率传输系统10中操作不足功率或由转换器14供应的有源功率减小时，转换器11和13可在瞬态期期间通过控制在转换器11、13所电连接到（在转换器11、13的AC侧处）的AC功率系统21、23与DC功率传输系统10之间通过转换器11、13的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器11、13的功率流参考值或范围而帮助转换器12功率共享。例如，转换器11和13可根据下垂控制特性帮助转换器12功率共享。通过转换器12的功率流可减小使得转换器12的电压落在转换器12的所选电压范围外（例如，落在它的额定电压范围外），这时它的控制模式可从电压控制模式改变成功率流控制模式，其中控制在转换器12所电连接到（在转换器12的AC侧处）的AC功率系统22与DC功率传输系统10之间通过转换器12的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器12的功率流参考值或范围。DC功率传输系统10中的电压然后可减小。转换器11的电压最终可落在所选电压范围内（例如，在它的额定电压范围内），于是转换器11的控制可从功率流控制模式切换成电压控制模式，其中控制通过转换器11的功率流使得通过转换器11的功率流对应于转换器11的电压，其等于转换器11的电压参考值或期在转换器11的电压参考范围内，由此DC功率传输系统10中的电压可减小。即使转换器11在该时刻将由于某一原因而领出操作，转换器13仍可通过它根据下垂控制特性和电压裕度限制的操作来控制DC功率传输系统10中的电压。

如在前面指示的，转换器11、12、13、14中的至少一个转换器能够-根据本发明的一个或多个实施例-包括多个转换器模块，所述转换器模块可并联电连接。每个转换器模块可配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。可配置每个转换器模块以便能够控制通过转换器模块的功率流。

图2是根据本发明的实施例的功率传输系统的一部分的示意图。根据本发明的图示的实施例并且进一步参考图1，转换器11和转换器13中的每个可包括多个转换器模块。根据图2中图示的本发明的实施例，转换器11包括四个转换器模块51、52、53、54，并且转换器13包括四个转换器模块55、56、57、58。转换器11和13中转换器模块的数量是根据示例并且可不同于四个。转换器11和13经由功率传输线46、47（图1中的功率传输线41和42可与其对应）而电互连。

根据图2中图示的本发明的实施例，转换器模块51和52在DC极T1处并联电连接，并且转换器模块53和54在DC极T2处并联电连接。DC极T1和T2可对应于正DC极和负DC极。如在图2中图示的，转换器模块51和52以及转换器模块53和54在DC极T1与T2之间电连接。转换器模块55和56在DC极T3处电连接，并且转换器模块57和58在DC极T4处并联电连接。DC极T3和T4可对应于正DC极和负DC极。如在图2中图示的，转换器模块55和56以及转换器模块57和58在DC极T3与T4之间电连接。

参考图2中图示的转换器11，可控制通过转换器模块51、52和转换器模块53、54中的每个的功率流使得通过转换器11的功率流在转换器模块51、52和转换器模块53、54之上分布，使得转换器模块51、52输送通过转换器11的功率流的一部分并且转换器模块53、54输送通过转换器11的功率流的余下部分。因此，由转换器模块51、52输送的功率流和由转换器模块53、54输送的功率流可一起合计为输送通过转换器11的总功率流。因此，输送通过转换器11的功率流可在DC极T1和DC极T2中的相应极处在转换器模块51、52、53、54之间分布（可能均匀或基本上均匀，或尽可能均匀）。可能地，由转换器模块51、52输送的功率流可等于-或基本上等于，或尽可能等于-由转换器模块53、54输送的功率流。

类似地，进一步参考图2中图示的转换器13，可控制通过转换器模块55、56和转换器模块57、58中的每个的功率流使得通过转换器13的功率流在转换器模块55、56和转换器模块57、58之上分布，使得转换器模块55、56输送通过转换器13的功率流的一部分并且转换器模块57、58输送通过转换器13的功率流的余下部分。因此，由转换器模块55、56输送的功率流和由转换器模块57、58输送的功率流可一起合计为输送通过转换器13的总功率流。因此，输送通过转换器13的功率流可在DC极T3和DC极T4中的相应极处在转换器模块55、56、57、58之间分布（可能均匀或基本上均匀，或尽可能均匀）。可能地，由转换器模块55、56输送的功率流可等于-或基本上等于，或尽可能等于-由转换器模块57、58输送的功率流。

可能地，在转换器11与13之间可存在中性返回线例如金属中性返回线48。

图2中由参考数字101和103指示的元件与图1中图示的控制单元101和103相同或类似，并且具有相同或类似功能。

根据图2中图示的实施例，控制单元101和103分别经由控制单元111和113分别与转换器11和13通信耦合。控制单元101和103分别与控制单元111和113之间的耦合通信以及控制单元111和113分别与转换器11和13之间的通信耦合可以是无线或非无线连接，或无线和非无线的混合。

如参考图1指示的，控制单元101可配置成确定转换器11的操作模式和DC电压参考值或范围和/或功率流参考值。控制单元111配置成控制图2中图示的转换器11使得可控制通过转换器模块51、52和转换器模块53、54中的每个的功率流使得通过转换器11的功率流-可能根据如由控制单元101确定的转换器11的功率流参考值-在转换器模块51、52和转换器模块53、54之上分布，使得转换器模块51、52输送通过转换器11的功率流的一部分并且转换器模块53、54输送通过转换器11的功率流的余下部分，例如在前面描述的。

如参考图1描述的，控制单元103可配置成确定转换器13的控制模式和DC电压参考值或范围和/或功率流参考值。控制单元113配置成控制图2中图示的转换器13使得可控制通过转换器模块55、56和转换器模块57、58中的每个的功率流使得通过转换器13的功率流-可能根据如由控制单元103确定的转换器13的功率流参考值-在转换器模块55、56和转换器模块57、58之上分布，使得转换器模块55、56输送通过转换器13的功率流的一部分并且转换器模块57、58输送通过转换器13的功率流的余下部分，例如在前面描述的。

另外或在备选方案中，图1中图示的转换器12和/或转换器14可以可能包括多个转换器模块，其与例如图2中图示的转换器11和13类似。

图3是根据本发明的实施例的方法200的示意流程图。方法200用于控制多个转换器的操作，所述多个转换器经由其相应DC侧电连接到DC功率传输系统用于经由DC功率传输系统在转换器之间传输功率。每个转换器经由其AC侧进一步电连接到AC功率系统。每个转换器配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然。配置转换器中的每个以便能够控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流。

对于转换器中的每个,方法200包括感测转换器的电压，201。

在202处，检查转换器的电压是否在所选电压范围内或转换器的电压是否不在所选电压范围内。

如果转换器的电压不在所选电压范围内，转换器的操作模式可从电压控制模式改变成功率控制模式，并且可控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围（例如，有源功率流参考值或范围）203，这可能与下垂控制法类似。

如果转换器的感测电压在所选电压范围内，转换器的操作模式可从功率控制模式改变成电压控制模式，并且可控制在转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过转换器的功率流使得该功率流对应于转换器的电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内204，这可能与电压裕度控制法类似。

方法200然后可结束。备选地，方法200可重复（例如，循环或定期）执行，用于控制多个转换器的操作。

总之，公开用于控制功率传输系统中的多个转换器的操作的方法和功率传输系统。对于转换器中的每个，如果转换器的电压不在所选电压范围内，控制通过转换器的功率流使得功率流对应于或更接近对应于转换器的功率流参考值或范围，或如果转换器的感测电压在所选电压范围内，控制通过转换器的功率流使得功率流对应于转换器的电压，其等于转换器的电压参考值或其在转换器的电压参考范围内。例如，在转换器的电压在所选电压范围内的情况下，根据电压裕度控制法或与其类似地控制转换器的操作，并且在转换器的电压不在所选电压范围内的情况下，根据下垂控制法或与其类似地控制转换器的操作。

尽管本发明已经在附图和前面的描述中图示，这种说明要认为是说明性或例示性的而不是限制性的；本发明不限于公开的实施例。对公开的实施例的其他变化能够从对附图、公开和附上的权利要求的研究被本领域内技术人员在实践要求保护的本发明中来理解和实施。在附上的权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多数。仅仅是某些措施在互相不同的从属权利要求中陈述的这个事实不指示这些措施的组合无法被有利地使用。在权利要求中的任何参考符号不应该解释为限制范围。

Claims (19)

1.一种用于控制多个转换器的操作的方法（200），所述多个转换器经由其相应的直流DC侧电连接到DC功率传输系统用于经由所述DC功率传输系统在所述转换器之间传输功率，每个转换器经由其交流AC侧进一步电连接到AC功率系统，并且每个转换器配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然，其中配置所述转换器中的每个以便能够控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流，对于所述转换器中的每个,所述方法包括：

感测所述转换器的电压（201）；以及

如果所述转换器的所述电压不在所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流,使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围（203）；或

如果所述转换器的感测电压在所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流,使得所述功率流对应于所述转换器的电压，其等于所述转换器的电压参考值或其在所述转换器的电压参考范围内（204）。

2.如权利要求1所述的方法，其中重复执行对所述转换器的电压的感测。

3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围包括：

感测所述转换器的至少一个附加电压值以便获得在所选时段期间在不同时刻所述转换器的多个电压值；以及

基于在所述所选时段期间在不同时刻感测的所述转换器的至少两个电压值之间的差异与至少一个功率控制参数调整所述转换器的所述功率流参考值。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个功率控制参数设置成预定义值。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述预定义值是恒定值。

6.如权利要求4或5所述的方法，其中所述预定义值是下垂控制法、自适应下垂控制法、死区下垂控制法或非死区下垂控制法中包括的参数的值。

7.如权利要求3所述的方法，对于所述转换器中的每个,所述方法进一步包括：

在所选时段期间在不同时刻感测所述转换器的多个电压值；

基于所述转换器的所述多个电压值确定所述转换器的电压变化率；

其中所述至少一个功率控制参数设置成基于所述转换器的所述电压变化率的函数所确定的至少一个值。

8.如权利要求7所述的方法，其中仅在所述转换器的所述电压变化率的幅度高于预定义阈值时将所述至少一个功率控制参数设置成基于所述转换器的所述电压变化率的函数所确定的至少一个值，并且否则将所述至少一个功率控制参数设置成预定义值。

9.如权利要求7所述的方法，

其中在所选时段期间在不同时刻对所述转换器的多个电压值的感测被重复执行，以便获得所述转换器的多组电压值，所述转换器的每组电压值包括在多个不同时段的相应的时段期间在不同时刻所述转换器的多个电压值；以及

其中基于所述转换器的所述多个电压值对所述转换器的电压变化率的确定对所述转换器的每组电压值执行以便获得所述转换器的电压变化率的多个值，所述转换器的电压变化率的所述多个值中的每个对应于所述转换器的多组电压值中的相应一组；

其中控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围对于所述转换器的电压值的多个集中的每个包括：

基于所述转换器的所述多个电压值中的至少两个之间的差异与至少一个功率控制参数调整所述转换器的所述功率流参考值；

其中如果对应于所述集的所述转换器的所述电压变化率的幅度高于预定义阈值，所述至少一个功率控制参数设置成基于对应于所述集的所述转换器的所述电压变化率的函数所确定的至少一个值；以及

其中如果对应于所述集的所述转换器的所述电压变化率的所述幅度等于或低于所述预定义阈值，所述至少一个功率控制参数设置成预定义值。

10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述转换器的所述电压包括所述转换器的DC电压。

11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述转换器的所述功率流参考值或范围是所述转换器的有源功率流参考值或范围，并且其中对所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流的控制包括对所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的有源功率流的控制,使得所述有源功率流对应于或更接近对应于所述转换器的所述有源功率流参考值或范围。

12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述多个转换器中的至少一个转换器包括并联电连接的多个转换器模块，每个转换器模块配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然，并且配置每个转换器模块以便能够控制通过所述转换器模块的功率流，其中控制在所述至少一个转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述至少一个转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述至少一个转换器的功率流参考值或范围包括：

控制通过所述多个转换器模块中的每个的功率流使得通过所述至少一个转换器的所述功率流在所述多个转换器模块之上分布，使得所述多个转换器模块中的每个输送通过所述至少一个转换器的所述功率流的一部分。

13.如权利要求12所述的方法，其中控制通过所述多个转换器模块中的每个的功率流使得通过所述至少一个转换器的所述功率流在所述多个转换器模块之上分布使得所述多个转换器模块中的每个输送通过所述至少一个转换器的所述功率流的一部分包括控制通过所述多个转换器模块中的每个的功率流,使得通过所述至少一个转换器的所述功率流在所述多个转换器模块之上均匀分布，使得所述多个转换器模块输送通过所述至少一个转换器的所述功率流的相等部分。

14.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述多个转换器中的至少一个转换器包括：第一多个转换器模块，其在第一DC极处并联电连接；和第二多个转换器模块，其在第二DC极处并联电连接，其中所述第一多个转换器模块在所述第一DC极与所述第二DC极之间与所述第二多个转换器模块电连接，每个转换器模块配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然，并且配置每个转换器模块以便能够控制通过所述转换器模块的功率流，其中控制在所述至少一个转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述至少一个转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述至少一个转换器的功率流参考值或范围包括：

控制通过所述第一多个转换器模块和所述第二多个转换器模块中的每个的功率流使得通过所述至少一个转换器的所述功率流在所述第一多个转换器模块和所述第二多个转换器模块之上分布，使得所述第一多个转换器模块输送通过所述至少一个转换器的所述功率流的一部分并且所述第二多个转换器模块输送通过所述至少一个转换器的所述功率流的余下部分。

15.如权利要求14所述的方法，其中由所述第一多个转换器模块输送的通过所述至少一个转换器的所述功率流的所述部分等于由所述第二多个转换器模块输送的通过所述至少一个转换器的所述功率流的所述部分。

16.一种功率传输系统（100），包括：

直流DC功率传输系统（10）；

多个转换器（11，12，13，14）；以及

至少一个交流AC功率系统（21，22，23，24）；

其中所述多个转换器经由其相应DC侧电连接到所述DC功率传输系统用于经由所述DC功率传输系统在所述转换器之间传输功率，每个转换器经由其AC侧进一步电连接到AC功率系统（21，22，23，24），并且每个转换器配置成将DC功率转换成AC功率，或反之亦然，并且其中配置所述转换器中的每个以便能够控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流；

所述功率传输系统进一步包括：

至少一个控制单元（101，102，103，104），其与所述多个转换器通信耦合并且对于所述转换器中的每个,配置成：

如果所述转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围；或

如果所述转换器的所述感测电压在所述所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于所述转换器的电压，其等于所述转换器的电压参考值或其在所述转换器的电压参考范围内。

17.如权利要求16所述的功率传输系统，其中所述DC功率传输系统包括在以下中或由以下构成：高压直流HVDC功率传输系统或HVDC电网或DC微电网。

18.一种配置成连同如权利要求16或17所述的功率传输系统（100）一起使用的控制单元（101，102，103，104），所述控制单元与所述功率传输系统中包括的多个转换器（11，12，13，14）中的至少一个通信耦合并且对于所述多个转换器中的所述至少一个,配置成：

如果所述转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统与所述DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围；或

如果所述转换器的所述感测电压在所述所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的所述AC功率系统（21，22，23，24）与所述DC功率传输系统（10）之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于所述转换器的电压，其等于所述转换器的电压参考值或其在所述转换器的电压参考范围内。

19.一种计算机程序产品，其配置成在如权利要求18所述的控制单元（101，102，103，104）中运行，所述控制单元与如权利要求16或17所述的功率传输系统（100）中包括的所述多个转换器（11，12，13，14）中的至少一个通信耦合，所述计算机程序产品包括承载计算机程序代码的计算机可读部件，所述计算机程序代码配置成当在所述控制单元中运行时促使所述控制单元对于所述多个转换器中的所述至少一个：

如果所述转换器的感测电压不在所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的AC功率系统与DC功率传输系统之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于或更接近对应于所述转换器的功率流参考值或范围；或

如果所述转换器的所述感测电压在所述所选电压范围内，控制在所述转换器所电连接到的AC功率系统（21，22，23，24）与DC功率传输系统（10）之间通过所述转换器的功率流使得所述功率流对应于这样的转换器电压，其等于所述转换器的电压参考值或其在所述转换器的电压参考范围内。

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