CN113228493B - 复合电力变换系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够以较少的电流传感器检测循环电流的复合电力变换系统。复合电力变换系统具备相互的直流正侧被连接、相互的直流负侧被连接的第1至第n的n台多个单位电力变换器；n是2以上的整数；具备检测流到上述多个单位电力变换器中的(n－1)台以上的直流正侧的各自或直流负侧的各自的电流的机构。

Description

复合电力变换系统
技术领域
本发明涉及复合(multiplex)电力变换系统。
背景技术
专利文献1公开了具备多台3电平电力变换器的复合电力变换系统。根据该复合电力变换系统能够实现预防直流平滑电容器的温度上升及实现直流母线的电位的稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11－046481号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的复合电力变换系统中，有时在多个电力变换器之间流过循环电流。作为检测循环电流的方法，可以考虑在多个电力变换器的交流侧的各相设置电流传感器。在此情况下，电流传感器的数量变多。
本发明是为了解决上述课题而做出的。本发明的目的是提供一种能够用较少的电流传感器检测循环电流的复合电力变换系统。
用来解决课题的手段
有关本发明的复合电力变换系统具备相互的直流正侧被连接、相互的直流负侧被连接的第1至第n的n台多个单位电力变换器；n是2以上的整数；具备检测流到上述多个单位电力变换器中的(n－1)台以上的直流正侧的各自或直流负侧的各自的电流的机构。
有关这些发明的复合电力变换系统具备：多个单位电力变换器，相互的直流正侧被连接，相互的直流负侧被连接，相互的直流中性点被连接；以及多个电流传感器，检测分别流到上述多个单位电力变换器的直流中性点的电流。
发明效果
根据这些发明，基于设在直流侧的电流传感器的检测结果检测循环电流。因此，能够用较少的电流传感器检测循环电流。
附图说明
图1是实施方式1的复合电力变换系统的结构图。
图2是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的第1例的结构图。
图3是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的第2例的结构图。
图4是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的循环电流的抑制方法的框图。
图5是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器1的保护方法的框图。
图6是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的主要部分的结构图。
图7是表示实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的短路故障的模式的图。
图8是表示实施方式1的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
图9是表示实施方式1的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
图10是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的控制装置的动作的概要的流程图。
图11是实施方式1的复合电力变换系统的控制装置的硬件结构图。
图12是实施方式2的复合电力变换系统的结构图。
图13是实施方式2的复合电力变换系统的单位电力变换器的主要部分的结构图。
图14是表示实施方式2的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
图15是表示实施方式2的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
图16是实施方式3的复合电力变换系统的结构图。
图17是表示实施方式3的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
图18是实施方式4的复合电力变换系统的结构图。
图19是实施方式4的复合电力变换系统的单位电力变换器的第1例的结构图。
图20是实施方式4的复合电力变换系统的单位电力变换器的第2例的结构图。
图21是实施方式5的复合电力变换系统的结构图。
图22是实施方式6的复合电力变换系统的结构图。
图23是实施方式7的复合电力变换系统的结构图。
图24是实施方式8的复合电力变换系统的结构图。
图25是实施方式9的复合电力变换系统的结构图。
具体实施方式
按照附图对该具体实施方式进行说明。另外，在各图中，对于相同或对应的部分赋予相同的标号。将该部分的重复说明适当地简略化或省略。
实施方式1.
图1是实施方式1的复合电力变换系统的结构图。
如图1所示，复合电力变换系统具备多个单位电力变换器1。例如，在多个单位电力变换器1的每一个中，直流侧与未图示的直流电源连接。例如，在多个单位电力变换器1的每一个中，交流侧与交流负载连接。
多个单位电力变换器1分别具备开关元件群2、正侧直流电容器3、负侧直流电容器4和多个电抗器5。
开关元件群2具备未图示的多个开关元件。
正侧直流电容器3连接在单位电力变换器1的直流正侧P与直流中性点M之间。负侧直流电容器4连接在单位电力变换器1的直流负侧N与直流中性点M之间。
在图1中，仅图示多个电抗器5中的一个。多个电抗器5分别与交流侧的各相串联连接。
在多个单位电力变换器1中，相互的直流正侧P被相互连接。相互的直流负侧N被相互连接。相互的直流中性点M不被相互连接。
例如，将多个直流侧电流传感器6分别设在多个单位电力变换器1的直流正侧P。将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测在多个单位电力变换器1的直流正侧P分别流动的电流。
例如，也有将多个直流侧电流传感器6分别设在多个单位电力变换器1的直流负侧N的情况。在此情况下，将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测在多个单位电力变换器1的直流负侧N分别流动的电流。
例如，控制装置7对多个单位电力变换器1分别发送相同的栅极(gate)信号。例如，控制装置7对多个单位电力变换器1分别发送由相同电压指令值和不同的载波生成的栅极信号。
控制装置7基于多个直流侧电流传感器6的检测结果，运算在多个单位电力变换器1的各自中流动的电流的不均一量。
例如，控制装置7在构成复合电力变换系统的n台单位电力变换器1的每一个中检测电流的不均一量。具体而言，例如控制装置7将在n台中的第i单位电力变换器1中流动的电流设为ii，使用以下的(1)式，运算流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量。
[数式1]
控制装置7基于电流的不均一量的运算结果，控制多个单位电力变换器1的开关元件群2的动作。
接着，使用图2说明单位电力变换器1的第1例。
图2是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的第1例的结构图。
图2是使用自激式半导体元件和二极管的三相3电平的单位电力变换器1的一结构例。在该单位电力变换器1中，在直流端子间串联连接正侧直流电容器3和负侧直流电容器4，在其中间点存在直流中性点。通过对单位电力变换器1的内部的自激式半导体元件各自的栅极施加导通、关断信号，对应于这些信号，将直流正侧P、直流中性点M、直流负侧N的某个电位向各相的交流端子输出。
接着，使用图3说明单位电力变换器1的第2例。
图3是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的第2例的结构图。
图3是使用自激式半导体元件和二极管的三相3电平的单位电力变换器1的一结构例。在该单位电力变换器1中，也与图2的单位电力变换器1同样，通过对单位电力变换器1的内部的自激式半导体元件各自的栅极施加导通、关断信号，根据这些信号，将直流正侧P、直流中性点M、直流负侧N的某个电位向各相交流端子输出。
这里表示了三相3电平的单位电力变换器1的2个结构，但单位电力变换器1的结构并不限定于这2个结构。此外，这里作为例子而表示了三相的单位电力变换器1的例子，但相数并不限定于三相，是多少相都可以。此外，这里作为例子而表示了3电平的单位电力变换器1的例子，但电平数并不限定于3，是3电平以上的多少电平的单位电力变换器1都可以。
接着，使用图4说明循环电流的抑制方法。
图4是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的循环电流的抑制方法的框图。
在图4中，G(s)是低通滤波器及反馈增益。向单位电力变换器1的交流侧，在抑制零相的循环电流(不均一量Δii0)的方向上输出零相电压(不均一量Δvi0)。
控制装置7对于多个单位电力变换器1运算零相电压的不均一量的目标值Δvi0 *。控制装置7通过检测电流的不均一量ΔiiPj并操作电压vi0，对电流的不均一量Δii0进行控制。
接着，使用图5说明单位电力变换器1的保护方法。
图5是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器1的保护方法的框图。
在图5中，控制装置7运算流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量ΔiiPj，判定该运算值是否比预先设定的阈值大。在流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量ΔiiPj比预先设定的阈值大的情况下，控制装置7进行保护动作。具体而言，控制装置7发送将多个开关元件群2设为关断的栅极阻断信号GB。
接着，使用图6和图7，说明短路故障的检测原理。
图6是实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的主要部分的结构图。图7是表示实施方式1的复合电力变换系统的单位电力变换器的短路故障的模式的图。
在如图6和图7所示那样定义物理量的情况下，控制装置7基于直流侧电流传感器6的检测值来检测短路故障。图7表示发生了短路故障时的电流流动的路径，根据短路故障的部位，有模式A到模式D的情况。
图8和图9是表示实施方式1的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
带有下标i的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器的物理量，带有下标j的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器以外的物理量。在发生了短路故障的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔiiP1，直流N侧的电流不均一量是ΔiiN1。在发生了短路故障的电力变换器以外的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔijP1，直流N侧的电流不均一量是ΔijN1。
在发生了模式A的短路故障的情况下，发生了短路故障的单位电力变换器i的不均一量的理论值如新(1)式或新(2)式所示。这里，新(1)式是将直流侧电流传感器6设在直流正侧P的情况下的检测值的不均一量，新(2)式是将直流侧电流传感器6设在直流负侧N的情况下的检测值的不均一量。
在发生了模式B的短路故障的情况下，发生了短路故障的单位电力变换器i的不均一量的理论值如新(3)式或新(4)式所示。这里，新(3)式是将直流侧电流传感器6设在直流正侧P的情况下的检测值的不均一量，新(4)式是将直流侧电流传感器6设在直流负侧N的情况下的检测值的不均一量。
在发生了模式C的短路故障的情况下，发生了短路故障的单位电力变换器i的不均一量的理论值如新(5)式或新(6)式所示。这里，新(5)式是将直流侧电流传感器6设在直流正侧P的情况下的检测值的不均一量，新(6)式是将直流侧电流传感器6设在直流负侧N的情况下的检测值的不均一量。
在发生了模式D的短路故障的情况下，发生了短路故障的单位电力变换器i的不均一量的理论值如新(7)式或新(8)式所示。这里，新(7)式是将直流侧电流传感器6设在直流正侧P的情况下的检测值的不均一量，新(8)式是将直流侧电流传感器6设在直流负侧N的情况下的检测值的不均一量。
因而，通过将大小比新(1)式至(8)式的不均一量小的值设定为与不均一量比较的阈值，能够检测单位电力变换器的短路故障。
另外，在单位电力变换器的台数n为3以上的情况下，由于发生了短路故障的单位电力变换器(下标i)的值与其以外的单位电力变换器(下标j)的值相比大小变大，所以由控制装置将检测到的各单位电力变换器的不均一量比较，能够将大小最大者确定为是发生了故障的单位电力变换器。这是因为，(1－1/n)>1/n。
接着，使用图10说明控制装置7的动作的概要。
图10是用来说明实施方式1的复合电力变换系统的控制装置的动作的概要的流程图。
在步骤S1中，控制装置7运算流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量，判定该运算值是否比预先设定的阈值大。
在步骤S1中流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量不比预先设定的阈值大的情况下，控制装置7进行步骤S2的动作。在步骤S2中，控制装置7基于电压指令值，发送对于多个开关元件群2的栅极信号。然后，控制装置7进行步骤S1的动作。
在步骤S1中流到各个单位电力变换器1中的电流的不均一量比预先设定的阈值大的情况下，控制装置7进行步骤S3的动作。在步骤S3中，控制装置7发送将多个开关元件群2设为关断的栅极信号。然后，控制装置7结束动作。
根据以上说明的实施方式1，循环电流基于直流侧电流传感器6的检测结果来检测。因此，能够以较少的电流传感器检测循环电流。
另外，也可以基于比单位电力变换器1的数量少1个的直流侧电流传感器6的检测结果来检测循环电流。在此情况下，能够以更少的电流传感器检测循环电流。
此外，基于直流侧电流传感器6的检测结果对多个单位电力变换器1进行控制。因此，能够以较少的电流传感器抑制循环电流。
此外，控制装置7基于多个直流侧电流传感器6的检测结果，发送多个单位电力变换器1的栅极信号，能够抑制循环电流的零相成分。能够将考虑到重叠的部件(主要是交流电抗器)额定的额定电流的富余取得较小，能够抑制多余的成本。
此外，控制装置7基于多个直流侧电流传感器6的检测结果，将多个单位电力变换器1的至少一个开关元件设为关断。因此，在检测到正侧直流电容器3或负侧直流电容器4的短路故障、电容的异常减小、泄漏电流的异常增加时，能够防止正侧直流电容器3或负侧直流电容器4的过热、破裂、漏液。
以上说明了发生开关元件的短路故障的情况下的故障检测原理，但并不限于开关元件的短路故障，也能够检测正侧直流电容器或负侧直流电容器的短路故障、电容减少、泄漏电流增加、以及因交流电抗器的层间短路故障等造成的电感的异常下降等的异常发生。这是因为，在发生了这些异常的情况下，由于使得直流侧电流传感器6的检测值的不均一量具有某种程度的大小，所以只要将检测阈值设定得比其大小低，就能够判定为异常。
另外，在某个部位的电流的检测值超过了阈值的情况下，也可以判定为发生了开关元件的短路故障、直流电容器的短路故障、开关元件的开放故障(导通不良)、直流电容器的电容的异常下降、因交流电抗器的层间短路等造成的电感的异常下降中的某个异常。例如，也可以通过与在日本特开2017－22816号公报中记载的方法同样的方法进行异常判定。
此外，在多个单位电力变换器1的每一个中，也可以在直流正侧和直流负侧中的至少一方设置开关。此时，也可以基于多个电流传感器的检测值，在发生了故障的单位电力变换器1中将开关切离，仅通过健全的单位电力变换器1进行运转。
接着，使用图11说明控制装置7的例子。
图11是实施方式1的复合电力变换系统的控制装置的硬件结构图。
控制装置7的各功能可以通过处理电路实现。例如，处理电路具备至少1个处理器8a和至少1个存储器8b。例如，处理电路具备至少1个专用的硬件9。
在处理电路具备至少1个处理器8a和至少1个存储器8b的情况下，控制装置7的各功能通过软件、固件或软件与固件的组合实现。软件及固件的至少一方被作为程序记述。软件及固件的至少一方被保存在至少1个存储器8b中。至少1个处理器8a通过将存储在至少1个存储器8b中的程序读出并执行，实现控制装置7的各功能。至少1个处理器8a也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP。例如，至少1个存储器8b是RAM、ROM、闪存存储器、EPROM、EEPROM等的、非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、CD、MD、DVD等。
在处理电路具备至少1个专用的硬件9的情况下，处理电路例如由单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA或它们的组合实现。例如，控制装置7的各功能分别由处理电路实现。例如，控制装置7的各功能一起由处理电路实现。
关于控制装置7的各功能，也可以将一部分用专用的硬件9实现，将其他部分用软件或固件实现。例如，也可以关于发送栅极信号的功能由作为专用的硬件9的处理电路实现，关于发送栅极信号的功能以外的功能通过至少1个处理器8a将保存在至少1个存储器8b中的程序读出并执行来实现。
这样，处理电路由硬件9、软件、固件或它们的组合实现控制装置7的各功能。
实施方式2.
图12是实施方式2的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式1的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。将该部分的说明省略。
在实施方式1的多个单位电力变换器1中，相互的直流中性点M没有被相互连接。相对于此，在实施方式2的多个单位电力变换器1中，相互的直流中性点M被相互连接。
例如，多个直流侧电流传感器6设在多个单位电力变换器1的直流中性点M中的每一个处。将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测流到多个单位电力变换器1的直流中性点M中的每一个处的电流。
例如，多个直流侧电流传感器6也有设在多个单位电力变换器1中的除了一个以外的单位电力变换器1的直流中性点M的每一个处的情况。在此情况下，将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测流到多个单位电力变换器1中的除了一个以外的单位电力变换器1的直流中性点M中的每一个处的电流。
将直流侧综合电流传感器10设置在直流正侧P。将直流侧综合电流传感器10设置为，能够检测流到直流正侧P的电流。
控制装置7基于多个直流侧电流传感器6的检测结果，运算流到多个单位电力变换器1的每一个中的电流的不均一量。
控制装置7基于电流的不均一量的运算结果，控制多个单位电力变换器1的开关元件群2的动作。
接着，使用图13说明短路故障的检测原理。
图13是实施方式2的复合电力变换系统的单位电力变换器的主要部分的结构图。
在如图13所示那样定义物理量的情况下，控制装置7基于直流侧电流传感器6和直流侧综合电流传感器10的检测值来检测短路故障。
图14和图15是表示实施方式2的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
带有下标i的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器的物理量，带有下标j的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器以外的物理量。在发生了短路故障的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔiiP1，直流M侧的电流不均一量是ΔiiM1，直流N侧的电流不均一量是ΔiiN1。在发生了短路故障的电力变换器以外的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔijP1，直流M侧的电流不均一量是ΔijM1，直流N侧的电流不均一量是ΔijN1。
通过将大小比在图14和图15中表示的ΔiiP1或ΔiiN1或ΔiiM1小的值设定为与不均一量比较的阈值，能够检测单位电力变换器的短路故障。
另外，在单位电力变换器的台数n是3以上的情况下，由于发生了短路故障的单位电力变换器(下标i)的值与其以外的单位电力变换器(下标j)的值相比大小变大，所以将由控制装置检测到的各单位电力变换器的不均一量进行比较，能够将大小最大者确定是发生了故障的单位电力变换器。这是因为(1－1/n)>1/n。
根据以上说明的实施方式2，基于直流侧电流传感器6和直流侧综合电流传感器10的检测结果检测循环电流。因此，能够用较少的电流传感器检测循环电流。
此外，基于直流侧电流传感器6和直流侧综合电流传感器10的检测结果检测多个单位电力变换器1。因此，能够用较少的电流传感器抑制循环电流。
此外，直流侧电流传感器6检测流到直流中性点M中的电流。该电流比流到直流正侧P和直流负侧N的电流小。因此，能够减小直流侧电流传感器6的额定值。在此情况下，也可以使导体变细。因此，设置直流侧电流传感器6变得容易。结果，能够提高直流侧电流传感器6的安装的自由度。
对将多个直流侧电流传感器6设在直流中性点M的部分的情况进行了叙述，但根据图14和图15可知，通过在不是直流中性点M的部分，而是分别将多个直流电流传感器6设在直流P侧、将多个直流电流传感器6′设在直流N侧，在P侧和N侧分别运算不均一量ΔiiP1、ΔiiN1，通过与阈值比较，能够检测出短路故障。
实施方式3.
图16是实施方式3的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式2的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式3中，将多个直流侧电流传感器6分别设在多个单位电力变换器1中。将多个直流侧电流传感器6设置为，能够一起检测分别流到多个单位电力变换器1的直流正侧P和直流负侧N的电流的差。
图17是表示实施方式3的复合电力变换系统中的短路发生时的不均一量的理论值的图。
带有下标i的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器的物理量，带有下标j的物理量是发生了短路故障的单位电力变换器以外的物理量。在发生了短路故障的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔiiP1，直流N侧的电流不均一量是ΔiiN1。在发生了短路故障的电力变换器以外的电力变换器中，直流P侧的电流不均一量是ΔijP1，直流N侧的电流不均一量是ΔijN1。
通过将大小比图17所示的ΔiiP1或ΔiiN1小的值设定为与不均一量比较的阈值，能够检测单位电力变换器的短路故障。
另外，在单位电力变换器的台数n为3以上的情况下，由于发生了短路故障的单位电力变换器(下标i)的值与其以外的单位电力变换器(下标j)的值相比大小变大，所以能够由控制装置将检测出的各单位电力变换器的不均一量比较，将大小最大者确定为发生了故障的单位电力变换器。这是因为(1－1/n)>1/n。
根据以上说明的实施方式3，多个直流侧电流传感器6一起检测分别流到多个单位电力变换器1的直流正侧P和直流负侧N的电流的差。因此，能够用较少的电流传感器检测循环电流。
此外，控制装置能够基于多个直流侧电流传感器6的检测结果，检测模式A到模式D的全部的短路故障。
实施方式4.
图18是实施方式4的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式2的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
实施方式4的单位电力变换器1是2电平的电力变换器。
接着，使用图19说明单位电力变换器1的第1例。
图19是实施方式4的复合电力变换系统的单位电力变换器的第1例的结构图。
图19是将直流电力变换为交流电力的2电平的单位电力变换器1的一结构例。
接着，使用图20说明单位电力变换器1的第2例。
图20是实施方式4的复合电力变换系统的单位电力变换器的第2例的结构图。
图20是将直流电力变换为直流电力的2电平的单位电力变换器1的一结构例。
根据以上说明的实施方式4，将直流侧电流传感器6设在2电平的单位电力变换器1中。在此情况下，也能够用较少的电流传感器检测循环电流。
实施方式5.
图21是实施方式5的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式2的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式5中，将多个电抗器11分别设置在多个单位电力变换器1的直流正侧P和直流负侧N。
根据以上说明的实施方式5，将多个电抗器11设置在多个单位电力变换器1的直流正侧P。在此情况下，也能够用较少的电流传感器检测循环电流。
另外，也可以在直流中性点M设置电抗器11。在此情况下，也能够用较少的电流传感器检测循环电流。
实施方式6.
图22是实施方式6的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式2的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式6中，将多个单位电力变换器1各自的输出侧与单相的多重绕线变压器连接。多个单位电力变换器1分别是1相的单位电力变换器1。
将交流侧电流传感器12设在多个单位电力变换器1中的某1个输出的一侧。
根据以上说明的实施方式6，输入侧的不均一量ΔiUiM1与不均一量ΔiViM1的抑制的结果是，输出侧的不均一量ΔiUi和不均一量ΔiVi也被抑制。因此，能够使交流侧电流传感器12成为1个。
实施方式7.
图23是实施方式7的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式6的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式7中，多个单位电力变换器1各自的输出侧与三相的多重绕线变压器连接。
将多个交流侧电流传感器12设在与多个单位电力变换器1中的2个相分别对应的单位电力变换器1的输出的一侧。
根据以上说明的实施方式7，将多个交流侧电流传感器12设在与多个单位电力变换器1中的2个相分别对应的单位电力变换器1的输出的一侧。在此情况下，也能够抑制循环电流，能够减少电流传感器的个数。
通常，在图23那样的主电路结构的情况下，交流侧的电流传感器为了检测并抑制U1－U2－U3间的循环电流、V1－V2－V3间的循环电流、W1－W2－W3间的循环电流，或为了进行故障检测，例如对U1、U2、U3、V1、V2、V3设置电流传感器。W相由于能够以基尔霍夫(Kirchhoff)的电流定律运算，所以不需要。这是因为，如果如本实施方式那样在单位电力变换器的中性点间分别设置电流传感器6，则通过由这些传感器抑制循环电流，或通过如实施方式2那样进行故障检测，不再需要使用U1、U2、U3、V1、V2、V3全部的电流值，所以能够将交流侧的传感器省略为例如U1、V1的两处。保留U1、V1的电流传感器的理由是为了识别交流侧的电流的合计值。在不流过循环电流、即在设于各相的电流传感器6中不存在不均一量的条件下，U1、U2、U3的电流值相等，V1、V2、V3的电流值相等，W1、W2、W3的电流值相等。基于此情况并且使用基尔霍夫的电流定律，能够推定U1、U2、U3、V1、V2、V3、W1、W2、W3全部的电流值。由此，能够推定交流侧的电流的合计值。
实施方式8.
图24是实施方式8的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式6的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式8中，将多个电抗器13分别设在多个单位电力变换器1的输出的一侧。
根据以上说明的实施方式8，将多个电抗器13分别设在多个单位电力变换器1的输出的一侧。在此情况下，也能够抑制循环电流，能够减少电流传感器的个数。
通常，在图24那样的主电路结构的情况下，交流侧的电流传感器为了检测并抑制U1－U2－U3间的循环电流，或为了进行故障检测，例如在U1、U2、U3设置电流传感器。V相由于能够用基尔霍夫的电流定律运算，所以不需要。这是因为，如果如本实施方式那样在单位电力变换器的中性点间分别设置电流传感器6，则通过由这些传感器抑制循环电流，或通过如实施方式2那样进行故障检测，不再需要使用U1、U2、U3全部的电流值，所以有能够将交流侧的传感器省略为例如U1的1处的效果。保留U1的电流传感器的理由是为了识别交流侧的电流的合计值。在不流过循环电流、即在设于各相的电流传感器6不存在不均一量的条件下，U1、U2、U3的电流值相等，V1、V2、V3的电流值相等。基于此情况并且使用基尔霍夫的电流定律，能够推定U1、U2、U3、V1、V2、V3全部的电流值。由此，能够推定交流侧的电流的合计值。
实施方式9.
图25是实施方式9的复合电力变换系统的结构图。另外，对于与实施方式6的部分相同或对应的部分赋予相同的标号。省略该部分的说明。
在实施方式9中，将多个单位电力变换器1分为与相互不同的相对应的组。在各组的单位电力变换器1中，相互的直流中性点M被连接。在不同组的单位电力变换器1中，相互的直流中性点M不被连接。
在此情况下，例如将多个直流侧电流传感器6分别设在多个单位电力变换器1的直流正侧P。将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测分别流到多个单位电力变换器1的直流正侧P的电流。
例如，也有将多个直流侧电流传感器6分别设在多个单位电力变换器1的直流负侧N的情况。在此情况下，将多个直流侧电流传感器6设置为，能够检测分别流到多个单位电力变换器1的直流负侧N的电流。
根据以上说明的实施方式9，在各组的单位电力变换器1中，相互的直流中性点M被连接。在不同组的单位电力变换器1中，相互的直流中性点M不被连接。
通常，在图25那样的主电路结构的情况下，交流侧的电流传感器为了检测并抑制U1－U2－U3间的循环电流、V1－V2－V3间的循环电流，或为了故障检测，例如在U1、U2、U3设置电流传感器。V相由于能够用基尔霍夫的电流定律运算，所以不需要。这是因为，如果如本实施方式那样在单位电力变换器的直流侧设置电流传感器6，则通过由这些传感器抑制循环电流，或通过如实施方式2那样进行故障检测，不再需要使用U1、U2、U3全部的电流值，所以能够将交流侧的传感器省略为例如U1的1处。保留U1的电流传感器的理由是为了识别交流侧的电流的合计值。在不流过循环电流、即设于各相的电流传感器6不存在不均一量的条件下，U1、U2、U3的电流值相等，V1、V2、V3的电流值相等。基于此情况并且使用基尔霍夫的电流定律，能够推定U1、U2、U3、V1、V2、V3全部的电流值。由此，能够推定交流侧的电流的合计值。
与在交流侧的U1、U2、U3设置电流传感器相比，交流侧仅为U1，如实施方式那样在直流侧设置电流传感器更能够高速地进行故障检测。这是因为，与交流侧相比，直流侧故障发生时的电流的变化更急剧。
另外，在多个单位电力变换器1的每一个中，也可以设置设在直流正侧P、直流负侧N和直流中性点M中的至少两处的多个开关。在此情况下，只要基于多个直流侧电流传感器6的检测值在故障的单位电力变换器1中将多个开关切离就可以。结果，能够保留未发生故障的单位电力变换器1而维持复合电力变换系统的运转。这对于实施方式1至实施方式9全部是有效的。
产业上的可利用性
如以上这样，有关本发明的复合电力变换系统能够用于以较少的电流传感器检测循环电流的系统。
标号说明
1单位电力变换器；2开关元件群；3正侧直流电容器；4负侧直流电容器；5电抗器；6直流侧电流传感器；7控制装置；8a处理器；8b存储器；9硬件；10直流侧综合电流传感器；11电抗器；12交流侧电流传感器；13电抗器。

Claims (5)

1.一种复合电力变换系统，其特征在于，
具备：
多个单位电力变换器，由三相或者单相构成，通过直流侧共同连接并且交流侧共同连接而相互并联连接，相互的直流正侧被连接，相互的直流负侧被连接，在上述直流正侧和上述直流负侧之间设置2个直流电容器的串联电路，作为上述2个直流电容器的连接点的直流中性点被相互连接；以及
多个电流传感器，分别设置于上述多个单位电力变换器，以在各单位电力变换器的上述直流中性点之间检测分别流到上述多个单位电力变换器的上述直流中性点的电流。
2.如权利要求1所述的复合电力变换系统，其特征在于，
具备基于上述多个电流传感器的检测结果进行上述多个单位电力变换器的保护动作的控制装置。
3.如权利要求2所述的复合电力变换系统，其特征在于，
上述控制装置基于上述多个电流传感器的检测结果，将上述多个单位电力变换器的至少1台电力变换器具有的至少1相的开关元件设为关断。
4.如权利要求2或3所述的复合电力变换系统，其特征在于，
在上述多个单位电力变换器的每一个中，具备设在直流正侧、直流负侧和直流中性点中的至少两处的多个开关；
上述控制装置基于上述多个电流传感器的检测值，在发生了故障的单位电力变换器中将上述多个开关切离。
5.如权利要求1所述的复合电力变换系统，其特征在于，
具备控制装置，该控制装置对上述多个单位电力变换器的每一个，发送相同的栅极信号或者由相同的电压指令值生成的栅极信号。
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