EP3526893A1 - Modularer multilevelumrichter mit schaltfrequenzregelung mittels flussfehlerhysterese - Google Patents

Modularer multilevelumrichter mit schaltfrequenzregelung mittels flussfehlerhysterese

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EP3526893A1
EP3526893A1 EP16805083.9A EP16805083A EP3526893A1 EP 3526893 A1 EP3526893 A1 EP 3526893A1 EP 16805083 A EP16805083 A EP 16805083A EP 3526893 A1 EP3526893 A1 EP 3526893A1
Authority
EP
European Patent Office
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value
polynomial
voltage
hmax
auxiliary
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16805083.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rodrigo Alonso Alvarez Valenzuela
Sascha KUBERA
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3526893A1 publication Critical patent/EP3526893A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a modular Multilevelumrichters, a control device for a modular Multilevelumrichter and a modular Multilevelumrichter as such.
  • Multilevel converter which has at least one converter module with electrically connected in series submodules known.
  • the voltage is measured on the at least one converter module to form voltage actual values.
  • the voltage actual values are compared with voltage setpoints and the switches of the submodules are switched on or off when a voltage deviation value formed as a function of the difference values between the voltage actual values and the voltage setpoints deviates over a measure defined by a predetermined hysteresis band .
  • the hysteresis is modi ⁇ fied with a control number.
  • the control quantity is calculated using a measured value, namely the respective switching frequency of the
  • the invention is based on the object, a still further improved method for operating a modular
  • the invention provides that the current through the converter module to form a current measurement value is gemes ⁇ sen and the control variable is formed at least under Heranzie- hung the measured current value.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that the maximum voltage difference or the maximum voltage swing between the capacitor voltages of the submodules can be reduced by the inclusion of the current through the respective converter module. This circumstance makes it possible in an advantageous manner to reduce the switching frequency for switching the submodules, which in turn reduces the switching losses of the multilevel converter and a particularly efficient operation of the multilevel converter is possible.
  • the polynomial formation is preferably a polynomial of at least second degree, in which the current measurement value with a predetermined first constant to form a first
  • Polynomial auxiliary value is multiplied, the current measured value after squaring with a predetermined second constant is multiplied to form a second polynomial auxiliary value and the first and second polynomial auxiliary value are added.
  • Auxiliary control is formed using the current measurement, a second auxiliary control variable is formed, in response to a frequency deviation value indicating the deviation between the actual switching frequency of the submodules and a predetermined target switching frequency, and formed the control variable using the first and second auxiliary control variable becomes.
  • the frequency deviation value is preferably formed by means of an integrator which integrates a difference value indicating the difference between the actual switching frequency of the submodules and the predetermined setpoint switching frequency over a predetermined time constant.
  • the polynomial result value is preferably multiplied by the second auxiliary control variable directly or, after multiplication by a predetermined auxiliary parameter, to form the first auxiliary control variable.
  • the control variable is preferably formed by forming a difference between the first and second auxiliary control variables.
  • the above-mentioned voltage deviation value is preferred by integrating the difference value between the voltage ⁇ actual values and the voltage setpoints formed over time.
  • the voltage across the at least one converter module can be measured directly or calculated by adding the submode voltages of the switched submodules.
  • the invention also relates to a control device for controlling a Multilevelumrichters, the Minim ⁇ least comprises a converter module with electrically series-connected submodules, wherein each submodule includes at least two switches and an energy storage device and wherein the control device is designed such that the voltage at the at least one converter module determines the formation ofistsist massage, the actual voltage compares with clamping ⁇ voltage setpoints, and at least one of the switches of the submodules switches when the voltage values of the voltage command values over a predetermined through a
  • Hysteresis which is defined by an upper Hysteresebandschwelle and a lower Hysteresebandschwelle differ defined level, wherein the upper Hysteresebandschwelle, the un ⁇ tere Hysteresebandschwelle or both Hysteresebandschwellen to achieve a predetermined inverter behavior regularly or irregularly modified with a control number and wherein the control variable is formed using at least one measured value.
  • control device measures the current through the
  • Converter module to form a current reading measures and the control size at least by using the
  • the invention also relates to a
  • Multilevel converter equipped with such a control device.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 2 shows an embodiment of a submodule
  • Multilevel inverter according to Figure 1 can be used
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a submodule that can be used to form converter modules in the multilevel converter according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and in this context an exemplary embodiment of an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 5 shows measured value profiles during operation of the multi ⁇ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules without consideration of the current through the respective converter module,
  • FIG. 6 shows measured value profiles during operation of the multi ⁇ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules taking into account the current through the respective converter module, that is to say in an operation according to FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and, in this context, a further exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG. 7
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 1 shows a multilevel converter 10 which has three AC voltage connections LI, L2 and L3, at each of which an alternating current can be fed into or removed from the multilevel converter 10.
  • Two DC voltage connections, at which a direct current Idc can be fed into or removed from the multilevel converter 10, are identified in FIG. 1 by the reference symbols L + and L-.
  • the DC voltage at the DC voltage terminals L + and L- carries the reference numeral Udc.
  • the Multilevelumrichter 10 has three series circuits Rl, R2 and R3, whose external connections are the connections Gleichwoodsan ⁇ L + and L- Multilevelumrichters of the tenth
  • the series circuits R1, R2 and R3 each comprise two series-connected converter modules (see reference numbers KM1-KM6).
  • Each of the converter modules KM1-KM6 has at least two submodules SM connected in series, each comprising at least two switches and one capacitor.
  • Embodiments of suitable sub-modules SM are exemplified below erläu ⁇ tert in connection with Figures 2 and 3.
  • FIG. The multilevel converter 10 has a control device 20, which is suitable for driving the submodules SM and thus for controlling the converter modules KM1-KM6.
  • the STEU ⁇ er worn 20 has for this purpose a computing device 21 and a memory 22. In the memory 22, a control program module SPM is stored, which determines the operation of the computing device 21.
  • FIG. 2 shows an embodiment for a submodule SM, which comprises two switches S, two diodes D and a gate Kondensa ⁇ C.
  • the components mentioned form a half-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits unipolar operation of the capacitor C.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a submodule SM which comprises four switches S, four diodes D and one capacitor C.
  • the components mentioned form a full-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits bipolar operation of the capacitor C.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the multilevel converter 10 according to FIG. 1.
  • Converter module KMl forming a current measurement Ik.
  • the measured current value Ik is ⁇ fed into a Polynomsentner 100 performs Polynomtician third degree to form a Polynom threadwerts fourteenth
  • the polynomial former 100 has a first multiplier 110, which has the current measurement value Ik with a first constant kl multiplied, which makes a first
  • Polynomial value II is generated according to:
  • Multipliers 130 of the polynomial generator 100 subject the current measurement Ik to squaring and a multiplication by a second constant k2, whereby a second
  • Polynomial value 12 is formed according to:
  • the polynomial generator 100 has a magnitude and potential generator 140 and a third multiplier 150, which subject the current measurement Ik to a power of three powers and a magnitude, and subsequently perform a multiplication by a third constant k3.
  • a third polynomial auxiliary value 13 is formed according to:
  • a summation 160 of the Polynomsentners 100 adds the three Polynomangespaw II, 12 and 13 to form the already mentioned be ⁇ Polynomensewerts 14 according to:
  • auxiliary parameter kl, k2, k3, a range between -10 and +10 is suitable.
  • the auxiliary parameter k4 used to scale to a normalized value and corresponding preference ⁇ as the branch current maximum occurring in the stationary case. For example, if the power converter is dimensioned that at maximum active and reactive power in stationary operation, a branch current of 2 kA flows, then k4 would be k4 preferably k 1/2.
  • the modified polynomial result value 15 is subsequently multiplied by a frequency deviation value F in a multiplier 215 to form a first auxiliary control quantity K1.
  • the frequency deviation value F is preferably as follows averages ⁇ :
  • the control means 20 detects in addition to the measured current value Ik, the respective switching frequency f with which the sub-modules SM of the converter module of Figure 1 KM1 are currently actually operated.
  • the switching frequency f and one for the operation of the controller 20 predetermined nominal switching frequency fs in a subtractor 190 a difference formation to form a frequency difference value df underzo ⁇ gene, which is subsequently integrated by an integrator 200 under Bil ⁇ extension of the frequency offset value F.
  • the ⁇ integrator 200 operates with a time constant Ti, the German lent is smaller than the line period of the electrical network to which the Multilevelumrichter 10 is connected as shown in FIG. 1
  • the frequency deviation value F is ⁇ fed together with the first auxiliary control variable Kl in a subtractor 220, the output side generates a control variable K.
  • a control variable K With the control quantity K, an upper hysteresis threshold + Hmax and a lower hysteresis threshold -Hmax are formed.
  • the control quantity K can directly define the upper hysteresis band threshold; in this case, the un ⁇ tere Hysteresebandschwelle -Hmax is preferably formed by an inverter 230 which inverts the sign of the control variable K.
  • Hysteresebandschwelle -Hmax are fed to a switching module 300, the output side control signals ST to Umschal ⁇ th of the submodules SM of the converter module KM1 generated according to FIG. 1
  • the switching module 300 compares egg NEN voltage deviation value H having a defined in the switching module 300 hysteresis curve HK and generates the Steuersig ⁇ dimensional ST for switching the submodules when thepossab weichungswert ⁇ H a defined by the Hystersekurve HK hysteresis represented by the upper hysteresis band threshold + Hmax and the lower hysteresis band threshold -Hmax is limited leaves.
  • the switch module 300 the control signals ST that one of the switches of the submodules SM To ⁇ turn produce, produce, as, for example, from the above Veröffentli ⁇ chung "Control of Switching Frequency for a modular multilevel converter by a variable hysteresis band modulation" already known is.
  • ⁇ deviation value H is formed by integrating by an integrator 400, which subjects a voltage difference dU value of an integration with a time constant At.
  • the voltage difference value dU is formed by forming the difference between the respective actual voltage Uk of the voltage on the converter module KML according to Figure 1 as well as a respectively specified differently surrounded voltage setpoint Uks; the difference formation for forming the voltage difference value dU can be effected by a difference generator 410.
  • the capacitor difference value dUc indicates the difference between the capacitor voltage of the submodule SM of the converter module KM1 with the highest capacitor voltage and the capacitor voltage of the submodule SM with the lowest capacitor voltage of the converter module KM1.
  • FIG. 5 shows the course of the measured values F, Ik and dUc for the case in which the hysteresis thresholds + Hmax and -Hmax are set exclusively taking into account the frequency difference value df or the frequency deviation value F, as described in the abovementioned publication "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation "is the case.
  • FIG. 6 shows the positive influence of the polymer former 100 of the control device 20 according to FIG. 4 on the course of the measured values, in particular on the course of the capacitor difference value dUc. It can be seen that HK to show more often at those points over time by dynamically changed depending on the current measuring values ⁇ Ik hysteresis curve where the Capacitor difference value dUc is large.
  • the polymer formers 100 performs in the embodiment variant ge ⁇ Gurss Figure 4 to an optimized profile of the
  • Capacitor difference dUc because the deviation between the largest and smallest capacitor voltage in the submodules SM of the converter module KM1 is smaller overall.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an advantageous construction or an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the
  • Multilevel converter 10 according to FIG. 1.
  • FIG. 7 reference is again made to the converter module KM1 according to FIG.
  • control device 20 exclusively evaluates the current I through the device
  • the Converter module KM1 or the current measured value Ik is a polynomial formation by the
  • Polynomializer 100 subjected, as already explained in connection with the embodiment of FIG 4 de ⁇ .
  • Hysteresebandschwelle -Hmax formed directly by means of modifi ⁇ ed polynomial result value 15. Including the respective switching frequency f or the deviation df of the respective switching frequency f from a predetermined desired switching frequency fs does not serve in the embodiment according to FIG. 7 to influence the hysteresis thresholds + Hmax or -Hmax. Incidentally, the above statements apply in hang with the figure 4 in the embodiment according to FIG 7 accordingly.
  • the controller 20, as shown in Figure 1, comprise a computer 21 and a memory 22, in which the function modules shown in Figures 4 and 7 are stored as soft ⁇ ware module, for example, within the control program module SPM.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Multilevelumrichters (10), der mindestens ein Konvertermodul (KM1-KM6) mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen (SM) aufweist, wobei jedes Submodul (SM) jeweils mindestens zwei Schalter (S) und einen Energiespeicher umfasst, wobei bei dem Verfahren die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung von Spannungsistwerten (Uk) ermittelt wird, die Span- nungsistwerte (Uk) mit Spannungssollwerten (Uks) verglichen werden und zumindest einer der Schalter (S) der Submodule (SM) umgeschaltet wird, wenn ein in Abhängigkeit von den Differenzwerten zwischen den Spannungsistwerten (Uk) und den Spannungssollwerten (Uks) gebildeter Spannungsabweichungswert (H) über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) und eine untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) festgelegt ist, definiertes Maß abweichen, wobei die obere Hysteresebandschwelle, die untere Hysteresebandschwelle oder beide Hysteresebandschwellen zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmäßig oder unregelmäßig mit einer Kontrollgröße (K) modifiziert werden und wobei die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Strom durch das Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung eines Strommesswertes (Ik) gemessen wird und die Kontrollgröße (K) zumindest auch unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) gebildet wird.

Description

Beschreibung
MODULARER MULTI LEVELUMRICHTER MIT SCHALTFREQUENZREGELUNG MITTELS FLUSSFEHLERHYSTERESE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Multilevelumrichters , eine Steuereinrichtung für einen modularen Multilevelumrichter sowie einen modularen Multilevelumrichter als solchen.
Aus der Veröffentlichung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" (Sascha Kubera, Rodrigo Alvarez, Jörg Dorn, 18th European Conference on Power Electronics and Applications EPE '16 ECCE Europe, 5.-9. September 2016, Karlsruhe, Germany) ist ein Verfahren zum Betreiben eines modularen
Multilevelumrichters, der mindestens ein Konvertermodul mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen aufweist, bekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren wird die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul unter Bildung von Spannungsistwerten gemessen. Die Spannungsistwerte werden mit Spannungssollwerten verglichen und die Schalter der Submodule werden ein- oder ausgeschaltet, wenn ein in Abhängigkeit von den Differenzwerten zwischen den Spannungsistwerten und den Spannungssollwerten gebildeter Spannungsabweichungswert über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband definiertes Maß ab¬ weichen. Das Hystereseband wird mit einer Kontrollgröße modi¬ fiziert. Die Kontrollgröße wird unter Heranziehung eines Messwertes, nämlich der jeweiligen Schaltfrequenz des
Konvertermoduls, gebildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein noch weiter verbessertes Verfahren zum Betreiben eines modularen
Multilevelumrichters anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Strom durch das Konvertermodul unter Bildung eines Strommesswertes gemes¬ sen wird und die Kontrollgröße zumindest auch unter Heranzie- hung des Strommesswertes gebildet wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch den Einbezug des Stroms durch das jeweilige Konvertermodul die maximale Spannungsdifferenz bzw. der maximale Spannungshub zwischen den Kondensatorspannungen der Submodule reduziert werden kann. Dieser Umstand macht es in vorteilhafter Weise möglich, die Schaltfrequenz zum Umschalten der Submodule zu reduzieren, wodurch wiederum die Schaltverluste des Multilevelumrichters reduziert werden und ein besonders effizienter Betrieb des Multilevelumrichters möglich wird.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Strom¬ messwert einer Polynombildung unter Erzeugung eines
Polynomergebniswertes unterzogen wird und die Kontrollgröße unter Heranziehung des Polynomergebniswertes gebildet wird.
Die Polynombildung ist vorzugsweise eine Polynombildung zumindest zweiten Grades, bei der der Strommesswert mit einer vorgegebenen ersten Konstanten unter Bildung eines ersten
Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes multipliziert wird und der erste und zweite Polynomhilfswert addiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es mit Blick auf die oben angespro¬ chene Reduktion des maximalen Spannungshubs zwischen den Kondensatorspannungen der Submodule, wenn die Polynombildung eine Polynombildung dritten oder zumindest dritten Grades (also vierten, fünften, .... Grades) ist, bei der der Strommesswert mit einer vorgegebenen ersten Konstanten unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Betragsbildung und Potenzierung zur dritten Potenz mit einer vorgegebenen dritten Konstanten unter Bildung eines dritten Polynomhilfswertes multipliziert wird und der erste, zweite und dritte
Polynomhilfswert addiert werden.
Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine erste
Hilfskontrollgröße unter Heranziehung des Strommesswertes ge- bildet wird, eine zweite Hilfskontrollgröße gebildet wird, und zwar in Abhängigkeit von einem Frequenzabweichungswert, der die Abweichung zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule und einer vorgegebenen Sollschaltfrequenz angibt, und die Kontrollgröße unter Heranziehung der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße gebildet wird.
Der Frequenzabweichungswert wird vorzugsweise mittels eines Integrators gebildet, der einen die Differenz zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule und der vorgegebe- nen Sollschaltfrequenz angebenden Differenzwert über eine vorgegebene Zeitkonstante integriert.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn der Strommesswert ei¬ ner Polynombildung unter Erzeugung eines
Polynomergebniswertes unterzogen wird und die erste Hilfs- kontrollgröße unter Heranziehung des Polynomergebniswertes gebildet wird.
Der Polynomergebniswert wird bevorzugt unmittelbar oder nach Multiplikation mit einem vorgegebenen Hilfsparameter mit der zweiten Hilfskontrollgröße unter Bildung der ersten Hilfs- kontrollgröße multipliziert.
Die Kontrollgröße wird bevorzugt durch Differenzbildung zwi- sehen der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße gebildet. Der oben erwähnte Spannungsabweichungswert wird bevorzugt durch Integration des Differenzwerts zwischen den Spannungs¬ istwerten und den Spannungssollwerten über der Zeit gebildet. Die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul kann im Übrigen unmittelbar gemessen oder durch Addieren der Submo- dulspannungen der eingeschalteten Submodule errechnet werden.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Steuerein- richtung zum Steuern eines Multilevelumrichters , der mindes¬ tens ein Konvertermodul mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen aufweist, wobei jedes Submodul jeweils mindestens zwei Schalter und einen Energiespeicher umfasst und wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Span- nung an dem mindestens einen Konvertermodul unter Bildung von Spannungsistwerten ermittelt, die Spannungsistwerte mit Span¬ nungssollwerten vergleicht und zumindest einen der Schalter der Submodule umschaltet, wenn die Spannungsistwerte von den Spannungssollwerten über ein durch ein vorgegebenes
Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle und eine untere Hysteresebandschwelle festgelegt ist, definiertes Maß abweichen, wobei die obere Hysteresebandschwelle, die un¬ tere Hysteresebandschwelle oder beide Hysteresebandschwellen zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmä- ßig oder unregelmäßig mit einer Kontrollgröße modifiziert werden und wobei die Kontrollgröße unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird.
Bezüglich einer solchen Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung den Strom durch das
Konvertermodul unter Bildung eines Strommesswertes misst und die Kontrollgröße zumindest auch unter Heranziehung des
Strommesswertes bildet. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen
Multilevelumrichter, der mit einer solchen Steuereinrichtung ausgestattet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen
Multilevelumrichter,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul, das zur
Bildung von Konvertermodulen bei dem
Multilevelumrichter gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann,
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Submodul, das zur Bildung von Konvertermodulen bei dem Multilevelumrichter gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben des Multilevelumrichters gemäß Figur 1 sowie in diesem Zusammenhang ein Ausführungsbeispiel für eine vorteilhafte Arbeitsweise einer Steuereinrich¬ tung des Multilevelumrichters gemäß Figur 1,
Figur 5 Messwertverläufe während des Betriebs des Multi¬ levelumrichters gemäß Figur 1 im Falle einer An- steuerung der Konvertermodule ohne Berücksichtigung des Stromes durch das jeweilige Konvertermodul,
Figur 6 Messwertverläufe während des Betriebs des Multi¬ levelumrichters gemäß Figur 1 im Falle einer An- steuerung der Konvertermodule mit Berücksichtigung des Stromes durch das jeweilige Konvertermodul, also bei einem Betrieb gemäß Figur 4, Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben des Multilevelumrichters gemäß Figur 1 sowie in diesem Zusammenhang ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine vorteilhafte Arbeitsweise ei- ner Steuereinrichtung des Multilevelumrichters gemäß
Figur 1.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt einen Multilevelumrichter 10, der drei Wechselspannungsanschlüsse LI, L2 und L3 aufweist, an denen jeweils ein Wechselstrom in den Multilevelumrichter 10 einge- speist oder aus diesem entnommen werden kann. Zwei Gleichspannungsanschlüsse, an denen ein Gleichstrom Idc in den Multilevelumrichter 10 eingespeist oder aus diesem entnommen werden kann, sind in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen L+ und L- gekennzeichnet. Die Gleichspannung an den Gleichspannungs- anschlüssen L+ und L- trägt das Bezugszeichen Udc .
Der Multilevelumrichter 10 weist drei Reihenschaltungen Rl, R2 und R3 auf, deren äußere Anschlüsse die Gleichspannungsan¬ schlüsse L+ und L- des Multilevelumrichters 10 bilden. Die Reihenschaltungen Rl, R2 und R3 umfassen jeweils zwei in Reihe geschaltete Konvertermodule (vgl. Bezugszeichen KM1-KM6) .
Jedes der Konvertermodule KM1-KM6 weist jeweils mindestens zwei in Reihe geschaltete Submodule SM auf, die jeweils min- destens zwei Schalter und einen Kondensator umfassen. Ausführungsbeispiele für geeignete Submodule SM werden nachfolgend beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläu¬ tert . Der Multilevelumrichter 10 weist eine Steuereinrichtung 20 auf, die zur Ansteuerung der Submodule SM und damit zur An- steuerung der Konvertermodule KM1-KM6 geeignet ist. Die Steu¬ ereinrichtung 20 weist zu diesem Zweck eine Recheneinrichtung 21 sowie einen Speicher 22 auf. In dem Speicher 22 ist ein Steuerprogrammmodul SPM gespeichert, das die Arbeitsweise der Recheneinrichtung 21 bestimmt. Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul SM, das zwei Schalter S, zwei Dioden D sowie einen Kondensa¬ tor C umfasst. Die genannten Komponenten bilden eine Halbbrückenschaltung, die durch Ansteuern der Schalter S - seitens der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 1 - einen unipolaren Be- trieb des Kondensators C ermöglicht.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul SM, das vier Schalter S, vier Dioden D sowie einen Kondensator C umfasst. Die genannten Komponenten bilden eine Vollbrü- ckenschaltung, die durch Ansteuern der Schalter S - seitens der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 1 - einen bipolaren Betrieb des Kondensators C ermöglicht.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine vorteil- hafte Arbeitsweise der Steuereinrichtung 20 im Rahmen des Betriebs des Multilevelumrichters 10 gemäß Figur 1.
Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf die An- steuerung des Konvertermoduls KMl gemäß Figur 1; die Ansteue- rung der übrigen Konvertermodule KM2 bis KM6 erfolgt vorzugs¬ weise in identischer oder zumindest vergleichbarer Form, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der Ansteuerung des Konvertermoduls KMl verwiesen sei. Die Steuereinrichtung 20 misst den Strom I durch das
Konvertermodul KMl unter Bildung eines Strommesswerts Ik. Der Strommesswert Ik wird in einen Polynombildner 100 einge¬ speist, der eine Polynombildung dritten Grades unter Bildung eines Polynomergebniswerts 14 durchführt.
Zu diesem Zweck weist der Polynombildner 100 einen ersten Multiplizierer 110 auf, der den Strommesswert Ik mit einer ersten Konstante kl multipliziert, wodurch ein erster
Polynomhilfswert II erzeugt wird gemäß:
11 = kl * Ik
Ein Quadrierer 120 und ein nachgeschalteter zweiter
Multiplizierer 130 des Polynombildners 100 unterziehen den Strommesswert Ik einer Quadrierung sowie einer Multiplikation mit einer zweiten Konstanten k2, wodurch ein zweiter
Polynomhilfswert 12 gebildet wird gemäß:
12 = Ik2 * k2
Darüber hinaus weist der Polynombildner 100 einen Betrags- und Potenzbildner 140 sowie einen dritten Multiplizierer 150 auf, die den Strommesswert Ik einer Potenzierung zur dritten Potenz und einer Betragsbildung unterziehen sowie nachfolgend eine Multiplikation mit einer dritten Konstante k3 durchführen. In dieser Weise wird ein dritter Polynomhilfswert 13 ge- bildet gemäß:
13 = I Ik I 3 * K3
Ein Summenbildner 160 des Polynombildners 100 addiert die drei Polynomhilfswerte II, 12 und 13 unter Bildung des be¬ reits erwähnten Polynomergebniswerts 14 gemäß:
14 = II + 12 + 13 Der Polynomergebniswert 14 wird in einem Multiplizierer 170 mit einem Hilfsparameter k4 unter Bildung eines modifizierten Polynomergebniswerts 15 multipliziert.
Für die Wahl der Hilfsparameter kl, k2, k3 eignet sich ein Bereich zwischen -10 und +10. Der Hilfsparameter k4 dient zur Skalierung auf einen normierten Wert und entspricht vorzugs¬ weise dem im stationären Fall maximal auftretenden Zweigstrom. Ist zum Beispiel der Stromrichter so dimensioniert, dass bei maximaler Wirk- und Blindleistung im stationären Betrieb ein Zweigstrom von 2 kA fließt, dann betrüge k4 vorzugsweise k4 = 1/2.
Der modifizierte Polynomergebniswert 15 wird nachfolgend mit einem Frequenzabweichungswert F in einem Multiplizierer 215 unter Bildung einer ersten Hilfskontrollgröße Kl multipli- ziert.
Der Frequenzabweichungswert F wird vorzugsweise wie folgt er¬ mittelt : Die Steuereinrichtung 20 erfasst zusätzlich zu dem Strommesswert Ik die jeweilige Schaltfrequenz f, mit der die Submodule SM des Konvertermoduls KM1 gemäß Figur 1 aktuell tatsächlich betrieben werden. Die Schaltfrequenz f und eine für den Betrieb der Steuereinrichtung 20 vorgegebene Sollschaltfrequenz fs werden in einem Differenzbildner 190 einer Differenzbildung unter Bildung eines Frequenzdifferenzwerts df unterzo¬ gen, der nachfolgend mittels eines Integrators 200 unter Bil¬ dung des Frequenzabweichungswerts F integriert wird. Der In¬ tegrator 200 arbeitet mit einer Zeitkonstanten Ti, die deut- lieh kleiner als die Netzperiode des elektrischen Netzes ist, an das der Multilevelumrichter 10 gemäß Figur 1 angeschlossen ist .
Der Frequenzabweichungswert F wird gemeinsam mit der ersten Hilfskontrollgröße Kl in einen Differenzbildner 220 einge¬ speist, der ausgangsseitig eine Kontrollgröße K erzeugt. Mit der Kontrollgröße K werden eine obere Hysteresebandschwelle +Hmax sowie eine untere Hysteresebandschwelle -Hmax gebildet. Beispielsweise kann die Kontrollgröße K unmittelbar die obere Hysteresebandschwelle definieren; in diesem Fall wird die un¬ tere Hysteresebandschwelle -Hmax vorzugsweise mittels eines Inverters 230 gebildet, der das Vorzeichen der Kontrollgröße K invertiert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 bildet der Fre¬ quenzabweichungswert F in vorteilhafter Weise unmittelbar ei¬ ne zweite Hilfskontrollgröße K2, die gemeinsam mit der ersten Hilfskontrollgröße Kl in den Differenzbildner 220 eingespeist wird. Ein Mehraufwand durch eine weitere Bearbeitung des Fre¬ quenzabweichungswerts F im Rahmen der Erzeugung der zweiten Hilfskontrollgröße K2 entfällt also. Die obere Hystersebandschwelle +Hmax und die untere
Hysteresebandschwelle -Hmax werden in ein Umschaltmodul 300 eingespeist, das ausgangsseitig Steuersignale ST zum Umschal¬ ten der Submodule SM des Konvertermoduls KM1 gemäß Figur 1 erzeugt. Zu diesem Zweck vergleicht das Umschaltmodul 300 ei- nen Spannungsabweichungswert H mit einer in dem Umschaltmodul 300 definierten Hysteresekurve HK und erzeugt die Steuersig¬ nale ST zum Umschalten der Submodule, wenn der Spannungsab¬ weichungswert H ein durch die Hystersekurve HK definiertes Hystereseband, das durch die obere Hysteresebandschwelle +Hmax und die untere Hysteresebandschwelle -Hmax begrenzt ist, verlässt. Liegt der Spannungsabweichungswert H innerhalb des durch die Hysteresekurve HK definierten Hysteresebands, so ist ein Umschalten der Submodule SM nicht nötig. Das Umschaltmodul 300 kann die Steuersignale ST, die ein Um¬ schalten der Schalter der Submodule SM hervorrufen, erzeugen, wie dies beispielsweise aus der oben genannten Veröffentli¬ chung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" bereits bekannt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wird der Spannungs¬ abweichungswert H durch Integration mittels eines Integrators 400 gebildet, der einen Spannungsdifferenzwert dU einer In- tegration mit einer Zeitkonstanten At unterzieht.
Der Polynomergebniswert 15 verändert sich zeitlich im Bereich < 20 ms (abhängig vom Polynomgrad: 1. Ordnung = 50 Hz => 20 ms, 2. Ordnung = 100 Hz => 10 ms, etc.) und ist deutlich kürzer als die Zeitkonstante Ti des Integrators 200, die vor¬ zugsweise in einem Bereich zwischen 100 ms und mehreren Sekunden liegt.
Der Spannungsdifferenzwert dU wird durch Differenzbildung zwischen dem jeweiligen Spannungsistwert Uk der Spannung am Konvertermodul KMl gemäß Figur 1 sowie einem jeweils vorgege¬ benen Spannungssollwert Uks gebildet; die Differenzbildung zur Bildung des Spannungsdifferenzwerts dU kann durch einen Differenzbildner 410 erfolgen.
Die Figur 5 zeigt beispielhaft den Verlauf der Schaltfrequenz f, den Verlauf der oberen Hysteresebandschwelle +Hmax, den Verlauf der unteren Hysteresebandschwelle -Hmax, den Verlauf des Stromes bzw. des Strommesswerts Ik sowie den Verlauf ei¬ nes Kondensatordifferenzwerts dUc jeweils über der identi¬ schen Zeitachse t. Der Kondensatordifferenzwert dUc gibt die Differenz zwischen der Kondensatorspannung des Submoduls SM des Konvertermoduls KMl mit der höchsten Kondensatorspannung und der Kondensatorspannung des Submoduls SM mit der niedrigsten Kondensatorspannung des Konvertermoduls KMl an.
Die Figur 5 zeigt den Verlauf der Messwerte F, Ik und dUc für den Fall, dass die Hysteresebandschwellen +Hmax und -Hmax ausschließlich unter Einbezug des Frequenzdifferenzwerts df bzw. des Frequenzabweichungswerts F eingestellt werden, wie dies bei der oben genannten Veröffentlichung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" der Fall ist.
Die Figur 6 zeigt zum Vergleich den positiven Einfluss des Polymerbildners 100 der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 4 auf den Verlauf der Messwerte, insbesondere auf den Verlauf des Kondensatordifferenzwerts dUc . Es lässt sich erkennen, dass durch die dynamisch in Abhängigkeit von den Strommess¬ werten Ik veränderte Hysteresekurve HK öfter an denjenigen Stellen im Zeitverlauf geschaltet wird, an denen der Kondensatordifferenzwert dUc groß ist. Mit anderen Worten führt der Polymerbildner 100 bei der Ausführungsvariante ge¬ mäß Figur 4 zu einem optimierten Verlauf der
Kondensatordifferenzwerte dUc, weil die Abweichung zwischen größter und kleinster Kondensatorspannung bei den Submodulen SM des Konvertermoduls KM1 insgesamt kleiner wird.
Durch die Reduktion der Kondensatordifferenzwerte dUc ergibt sich als weitere positive Konsequenz die Möglichkeit, die Sollschaltfrequenz fs gemäß Figur 4 insgesamt zu reduzieren. Der Vorteil einer reduzierten Sollschaltfrequenz fs besteht darin, dass bei kleinerer Schaltfrequenz die Schaltverluste der Schalter in den Submodulen sinken. Die Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen vorteilhaften Aufbau bzw. eine vorteilhafte Arbeitsweise der Steuereinrichtung 20 im Rahmen des Betriebs des
Multilevelumrichters 10 gemäß Figur 1. Im Zusammenhang mit der Figur 7 wird wiederum auf das Konvertermodul KM1 gemäß Figur 1 Bezug genommen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 wertet die Steuer¬ einrichtung 20 ausschließlich den Strom I durch das
Konvertermodul KM1 bzw. den jeweiligen Strommesswert Ik aus. Der Strommesswert Ik wird einer Polynombildung durch den
Polynombildner 100 unterzogen, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 erläutert wur¬ de. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 werden die Kontrollgröße K und damit die obere
Hysteresebandschwelle +Hmax und die untere
Hysteresebandschwelle -Hmax unmittelbar mittels des modifi¬ zierten Polynomergebniswerts 15 gebildet. Ein Einbezug der jeweiligen Schaltfrequenz f bzw. der Abweichung df der jeweiligen Schaltfrequenz f von einer vorgegebenen Sollschaltfre- quenz fs dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 nicht zur Beeinflussung der Hysteresebandschwellen +Hmax bzw. -Hmax. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammen- hang mit der Figur 4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 entsprechend.
Die Steuereinrichtung 20 kann, wie in der Figur 1 gezeigt, einen Rechner 21 und einen Speicher 22 umfassen, in dem die in den Figuren 4 und 7 gezeigten Funktionsmodule als Soft¬ waremodule, beispielsweise innerhalb des Steuerprogrammmoduls SPM, abgespeichert sind. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
10 Multilevelumrichter
20 Steuereinrichtung
21 Recheneinrichtung
22 Speicher
100 Polynombildner
110 Multiplizierer
120 Quadrierer
130 Multiplizierer
140 Betrags- und Potenzbildner
150 Multiplizierer
160 Summenbildner
170 Multiplizierer
190 Differenzbildner
200 Integrator
215 Multiplizierer
220 Differenzbildner
230 Inverter
300 Umschaltmodul
400 Integrator
410 Differenzbildner
C Kondensator
D Diode
df Frequenzdifferenzwert dU Spannungsdifferenzwert dUc Kondensatordifferenzwert f Schaltfrequenz
F Frequenzabweichungswert fs Sollschaltfrequenz
H Spannungsabweichungswert
HK Hysteresekurve
I Strom
II Polynomhilfswert
12 Polynomhilfswert
13 Polynomhilfswert
14 Polynomergebniswert 15 Polynomergebniswert
Idc Gleichstrom
Ik Strommesswert
K Kontrollgröße
kl Konstante
k2 Konstante
k3 Konstante
k4 Hilfsparameter
Kl Hilfskontrollgroße
K2 Hilfskontrollgroße
KM1-KM6 Konvertermodul
LI Wechselspannungsanschluss
L2 Wechselspannungsanschluss
L3 Wechselspannungsanschluss L+ Gleichspannungsanschluss
L- Gleichspannungsanschluss
Rl Reihenschaltung
R2 Reihenschaltung
R3 Reihenschaltung
S Schalter
SM Submodul
SPM Steuerprogrammmodul
ST Steuersignal
t Zeit
Ti Zeitkonstante
Udc Gleichspannung
Uk Spannungsistwert
Uks SpannungsSollwert
At Zeitkonstante
+Hmax obere Hysteresebandschwelle -Hmax untere Hysteresebandschwelle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines modularen
Multilevelumrichters (10), der mindestens ein Konvertermodul (KM1-KM6) mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen (SM) aufweist, wobei jedes Submodul (SM) jeweils mindestens zwei Schalter (S) und einen Energiespeicher umfasst, wobei bei dem Verfahren
- die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul (KM1- KM6) unter Bildung von Spannungsistwerten (Uk) ermittelt wird,
- die Spannungsistwerte (Uk) mit Spannungssollwerten (Uks) verglichen werden und
- zumindest einer der Schalter (S) der Submodule (SM) umge- schaltet wird, wenn ein in Abhängigkeit von den Differenz¬ werten zwischen den Spannungsistwerten (Uk) und den Spannungssollwerten (Uks) gebildeter Spannungsabweichungswert (H) über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) und eine untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) festgelegt ist, defi¬ niertes Maß abweichen,
- wobei die obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) , die untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) oder beide
Hysteresebandschwellen (-Hmax, +Hmax) zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmäßig oder unregel¬ mäßig mit einer Kontrollgröße (K) modifiziert werden und
- wobei die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Strom durch das Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung eines Strommesswertes (Ik) gemessen wird und
- die Kontrollgröße (K) zumindest auch unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Strommesswert (Ik) einer Polynombildung unter Erzeugung eines Polynomergebniswertes (14) unterzogen wird und - die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung des
Polynomergebniswertes (14) gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Polynombildung eine Polynombildung zumindest zweiten Grades ist, bei der
- der Strommesswert (Ik) mit einer vorgegebenen ersten Konstanten (kl) unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes (II) multipliziert wird,
- der Strommesswert (Ik) nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten (k2) unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes (12) multipliziert wird und
- der erste und zweite Polynomhilfswert addiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Polynombildung eine Polynombildung dritten oder zumindest dritten Grades ist, bei der
- der Strommesswert (Ik) mit einer vorgegebenen ersten Konstanten (kl) unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes (II) multipliziert wird,
- der Strommesswert (Ik) nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten (k2) unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes (12) multipliziert wird,
- der Strommesswert (Ik) nach Betragsbildung und Potenzie¬ rung zur dritten Potenz mit einer vorgegebenen dritten Konstanten (k3) unter Bildung eines dritten
Polynomhilfswertes (13) multipliziert wird und
- der erste, zweite und dritte Polynomhilfswert addiert wer¬ den .
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- eine erste Hilfskontrollgröße (Kl) unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) gebildet wird,
- eine zweite Hilfskontrollgröße (K2) gebildet wird, und
zwar in Abhängigkeit von einem Frequenzabweichungswert (F) , der die Abweichung zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule (SM) und einer vorgegebenen Sollschaltfrequenz (fs) angibt, und
- die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße (Kl, K2) gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Frequenzabweichungswert (F) mittels eines Integrators (200) gebildet wird, der einen die Differenz (df) zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule (SM) und der vorgegebenen Sollschaltfrequenz (fs) angebenden Differenzwert (F) über eine vorgegebene Zeitkonstante (Ti) integriert.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Strommesswert (Ik) einer Polynombildung unter Erzeugung eines Polynomergebniswertes (14) unterzogen wird und
- die erste Hilfskontrollgröße (Kl) unter Heranziehung des Polynomergebniswertes (14) gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Polynomergebniswert unmittelbar oder nach Multiplikation mit einem vorgegebenen Hilfsparameter (k4) mit der zweiten Hilfskontrollgröße (K2) unter Bildung der ersten Hilfskont- rollgröße (Kl) multipliziert wird.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
die Kontrollgröße (K) durch Differenzbildung zwischen der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße (Kl, K2) gebildet wird.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
der Spannungsabweichungswert (H) durch Integration des Diffe¬ renzwerts zwischen den Spannungsistwerten (Uk) und den Spannungssollwerten (Uks) über der Zeit gebildet wird.
11. Steuereinrichtung (20) zum Steuern eines modularen
Multilevelumrichters (10), der mindestens ein Konvertermodul (KM1-KM6) mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen (SM) aufweist,
wobei jedes Submodul (SM) jeweils mindestens zwei Schalter (S) und einen Energiespeicher umfasst und
wobei die Steuereinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass sie
- die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul (KM1- KM6) unter Bildung von Spannungsistwerten (Uk) ermittelt,
- die Spannungsistwerte (Uk) mit Spannungssollwerten (Uks) vergleicht und
- zumindest einen der Schalter (S) der Submodule (SM) um- schaltet, wenn die Spannungsistwerte (Uk) von den Span¬ nungssollwerten (Uks) über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) und eine untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) festgelegt ist, definiertes Maß abweichen,
- wobei die obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) , die untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) oder beide
Hysteresebandschwellen (-Hmax, +Hmax) zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmäßig oder unregel¬ mäßig mit einer Kontrollgröße (K) modifiziert werden und - wobei die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Steuereinrichtung (20) den Strom durch das
Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung eines Strommesswer- tes (Ik) misst und
- die Kontrollgröße (K) zumindest auch unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) bildet.
12. Multilevelumrichter (10),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
dieser mit einer Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 11 ausgestattet ist.
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