ES2954855T3 - Sistema y procedimiento para conversión de potencia - Google Patents

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Ravisekhar Nadimpalli Raju
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Abstract

Se proporciona un inversor multinivel (22). El inversor multinivel (22) incluye una pluralidad de puentes (60), cada puente configurado para recibir una porción respectiva de una energía CC de entrada (32) y convertir la porción respectiva en una energía CA convertida respectiva (44). El inversor multinivel (22) también incluye al menos un controlador de puente (42) para operar al menos uno de la pluralidad de puentes (60) en un modo de forma de onda cuadrada. El inversor multinivel (22) incluye además una pluralidad de transformadores (48), cada transformador acoplado a un puente respectivo (60) y configurado para aumentar un nivel de voltaje de la porción respectiva de potencia de CA convertida (44). La pluralidad de transformadores (48) incluye además devanados secundarios (70) acoplados en serie con los otros devanados secundarios (70) para combinar las respectivas porciones de nivel de voltaje aumentado de la potencia de CA convertida (44). El inversor multinivel (22) también incluye un convertidor de red (52) configurado para proporcionar potencia de salida (34) para una red eléctrica (36). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento para conversión de potencia
[0001] Diversos modos de realización de la presente invención se refieren, en general, a un sistema para generar potencia de alto voltaje en una turbina de fluidos.
[0002] Las turbinas de fluidos, tales como las turbinas eólicas y los dispositivos hidrocinéticos marinos, generan electricidad a partir de la energía cinética de fluidos, tales como el viento y el agua, que se transmite a redes eléctricas para su distribución. Por ejemplo, una turbina eólica incluye típicamente un componente de rotor que convierte la energía cinética del viento en energía mecánica y un generador síncrono que convierte la energía mecánica en potencia de corriente alterna (CA) de frecuencia variable y bajo voltaje. La potencia de CA generada por el generador síncrono se ajusta a través de un sistema de conversión de potencia antes de transmitirse a una o más redes eléctricas para su posterior distribución.
[0003] En un sistema de conversión de potencia convencional, la potencia de CA de bajo voltaje y frecuencia variable se alimenta a un convertidor de CA a CC dispuesto dentro de la torre de la turbina eólica por medio de un cable de bajo voltaje. En un ejemplo no limitante, el cable de bajo voltaje incluye cables con capacidad para transmitir potencia con un voltaje por debajo de 1000 voltios. El convertidor de CA a CC convierte la potencia de CA de frecuencia variable en potencia de corriente continua (CC). La potencia de CC se transmite a un inversor por medio de un enlace de CC, y el inversor proporciona como salida una potencia de CA modulada por ancho de pulso de frecuencia fija. Además, la potencia de CA modulada por ancho de pulso de frecuencia fija se filtra para generar una potencia de CA de frecuencia fija sinusoidal. La potencia de CA sinusoidal se transfiere a un transformador elevador que convierte la potencia de CA de bajo voltaje en una potencia de CA de alto voltaje. El uso de los inversores para la modulación por ancho de pulso de la potencia de CC en dichos modos de realización puede dar como resultado pérdidas de eficacia y, además, requiere filtros voluminosos y costosos para generar la potencia de CA sinusoidal. Además, los cables de bajo voltaje que se usan para transferir potencia de CA de bajo voltaje a los convertidores CA/CC son grandes, pesados y costosos. Además, los transformadores son grandes y voluminosos. Además, en modos de realización en los que se instala un convertidor de CA/CC en alta mar para recoger la potencia de CA de varias turbinas eólicas y convertir la potencia de CA en potencia de CC adecuada para transmisiones a larga distancia, se incurre en costes adicionales.
[0004] Se conocen diversos dispositivos y técnicas convencionales, por ejemplo, a partir de los documentos WO 2011/024137, US 2004/252531, US 6,198,178, US 7,808,125, US 6,556,461 y WO 2006/107548.
[0005] Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema mejorado y menos costoso para abordar los problemas mencionados anteriormente.
[0006] Por lo tanto se proporciona la presente invención, como se define por las reivindicaciones adjuntas.
[0007] Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los que los caracteres similares representan partes similares a lo largo de los dibujos, en los que:
La FIG. 1 es una representación esquemática parcial de un sistema de turbina eólica que incluye un sistema de conversión de potencia de acuerdo con un modo de realización de ejemplo de la invención.
La FIG. 2 es una representación en diagrama de bloques de un sistema de conversión de potencia que representa una pluralidad de inversores multinivel acoplados a cada fase de un sistema de conversión de potencia multifase de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 3 es una representación en diagrama de bloques de un inversor multinivel acoplado a una sola fase de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 4 es una representación esquemática detallada de un inversor multinivel que representa el acoplamiento entre los diversos componentes del inversor multinivel de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 5 es una representación gráfica de ejemplo de diversas partes de potencia de CA convertida con un voltaje incrementado en un modo de forma de onda cuadrada en una salida de los respectivos devanados secundarios generados por una pluralidad de puentes en un inversor multinivel de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 6 es una representación gráfica de ejemplo de una potencia de CA convertida combinada en un modo de forma de onda cuadrada generada por una pluralidad de puentes en un inversor multinivel de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 7 es una representación gráfica de ejemplo de una forma de onda sinusoidal generada por un convertidor de red desde un modo de forma de onda cuadrada de acuerdo con un modo de realización de la invención.
La FIG. 8 es un diagrama de flujo que representa las etapas que intervienen en un procedimiento de conversión de potencia de acuerdo con un modo de realización de la invención.
[0008] Modos de realización de la presente invención incluyen un inversor multinivel. El inversor multinivel incluye una pluralidad de puentes en los que cada puente recibe una parte respectiva de una potencia de CC de entrada y convierte la parte respectiva en una potencia de CA convertida respectiva. El inversor multinivel también incluye al menos un controlador de puente que controla la operación de al menos uno de la pluralidad de puentes en un modo de forma de onda cuadrada. El inversor multinivel incluye además una pluralidad de transformadores en los que cada uno de la pluralidad de transformadores incluye un devanado principal que está eléctricamente acoplado a un puente respectivo. El devanado principal está emparejado con un devanado secundario que está eléctricamente acoplado en serie con los otros devanados secundarios. El devanado principal recibe la parte respectiva de la potencia de CA convertida y la transfiere al devanado secundario, lo que da como resultado un incremento en el nivel de voltaje de la parte respectiva de la potencia de CA convertida. Las partes respectivas de la potencia de CA convertida se combinan mediante los devanados secundarios conectados en serie para formar una potencia de CA combinada. La potencia de CA combinada se transfiere a un convertidor de red acoplado eléctricamente a los devanados secundarios conectados en serie y proporciona potencia de salida para una red eléctrica. Como se usa en el presente documento, los términos "un" y "una" no indican una limitación de cantidad, sino que indican la presencia de al menos uno del elemento al que se hace referencia, y el término "acoplado/a" o "acoplamiento" incluye cualquier tipo de acoplamiento adecuado y también incluye tanto el acoplamiento directo como el indirecto. Aunque se usan dibujos con una sola línea con propósitos de ejemplo, cada una de las líneas eléctricas del dibujo representa típicamente dos o tres líneas/cables físicos, dependiendo del contexto.
[0009] La FIG. 1 es una representación esquemática parcial de una fuente de potencia que se muestra con propósitos de ejemplo como un sistema de turbina eólica 10 que incluye un sistema de conversión de potencia 12 de acuerdo con un modo de realización de la invención. El sistema de turbina eólica 10 incluye una torre 14, una góndola 16 fijada en la parte superior de la torre 14 y un rotor 18 acoplado mecánicamente a la góndola 16. La góndola 16 incluye el sistema de conversión de potencia 12 dispuesto dentro de la góndola 16 del sistema de turbina eólica 10. El sistema de conversión de potencia 12 recibe la energía mecánica del rotor 18 y convierte la energía mecánica en una potencia de salida adecuada para su transmisión en una red eléctrica por medio de un cable de alto voltaje 20. En aplicaciones eólicas en alta mar, por ejemplo, a menudo será deseable tener potencia de salida de CC con dos cables 20 (uno positivo y otro negativo). En algunas aplicaciones, la potencia de salida comprenderá potencia multifásica con un cable 20 presente para cada fase.
[0010] La FIG. 2 es una representación en diagrama de bloques del sistema de conversión de potencia 12 que representa una pluralidad de inversores multinivel 22, cada uno acoplado a una fase respectiva de un sistema de conversión de potencia multifase 12 de acuerdo con un modo de realización de la invención. En la FIG. 2 se muestran tres fases con propósitos de ejemplo, pero se pueden usar otro número de fases. Por ejemplo, en modos de realización en los que la potencia de salida comprende potencia de salida de CC o potencia de salida monofásica, se puede usar un solo inversor multinivel 22. El rotor 18 transfiere la potencia mecánica 24 al sistema de conversión de potencia 12. El sistema de conversión de potencia 12 incluye, en el ejemplo de turbina eólica, un generador 26 que recibe la potencia mecánica 24 y convierte la potencia mecánica 24 en potencia fuente, que se muestra como potencia fuente 28. La potencia fuente 28 se transfiere a un rectificador de generador 30 acoplado al generador 26. El rectificador de generador 30 convierte la potencia fuente 28 en una potencia de CC de entrada 32. En modos de realización tales como modos de realización de turbina eólica en los que la potencia fuente comprende una fuente de potencia de CA, el rectificador de generador puede comprender un rectificador de tipo CA a cC. En los modos de realización en los que la fuente de potencia comprende una fuente de potencia de CC, tales como modos de realización de generación de energía solar, el rectificador de generador puede comprender un rectificador de tipo CC a CC o puede no ser necesario.
[0011] En un modo de realización, la potencia de CC de entrada 32 se transfiere a continuación a al menos un inversor multinivel 22. Cada inversor multinivel 22 recibe una parte respectiva de la potencia de CC de entrada 32 y genera una potencia de salida 34 para una red eléctrica 36 de la fase respectiva del inversor multinivel. En un modo de realización, la potencia de salida 34 es una potencia de alto voltaje que se transmite a la red eléctrica 36 usando cables de alto voltaje 20 (FIG. 1).
[0012] La FIG. 3 es una representación en diagrama de bloques de un inversor multinivel 22 de acuerdo con un modo de realización de la invención. Cada inversor multinivel 22 incluye un inversor de alta frecuencia 40 acoplado a un controlador de puente 42 que controla las operaciones del inversor de alta frecuencia 40. El inversor de alta frecuencia 40 recibe la parte de potencia de CC de entrada 32 del rectificador de generador 30 y convierte la potencia de CC de entrada 32 en una potencia de CA convertida 44 en base a las señales de control 46 proporcionadas por el controlador de puente 42. La potencia de CA convertida 44 se transmite a una pluralidad de transformadores de alta frecuencia 48 que incrementan un nivel de voltaje de la potencia de CA convertida 44. En consecuencia, la potencia de CA convertida 44 con el nivel de voltaje incrementado se combina para formar la potencia de CA combinada 50.
La potencia de CA combinada 50 se transfiere a un convertidor de red 52 acoplado eléctricamente a la pluralidad de transformadores 48. En algunos modos de realización, el convertidor de red 52 está controlado por un controlador de red 54 y recibe señales de control 56 del controlador de red 54 para generar la potencia de salida 34 a partir de la potencia de CA combinada 50 y/o para proporcionar potencia desde la red eléctrica a la fuente de potencia en situaciones en las que la fuente de potencia requiere el apoyo de la red. En modos de realización con controladores de puente y de red, el controlador de puente 42 y el controlador de red 54 pueden ser una parte integrante de una unidad o pueden estar en unidades separadas. En otro modo de realización, el controlador de puente 42 y el controlador de red 54 pueden ser una parte integrante del inversor de alta frecuencia 40 o del convertidor de red 52, respectivamente.
[0013] La FIG. 4 es una representación esquemática detallada del inversor multinivel 22 que representa el acoplamiento entre los diversos componentes del inversor multinivel 22 de acuerdo con un modo de realización de la invención. El inversor de alta frecuencia 40 incluye una pluralidad de puentes 60 que operan a alta frecuencia para generar la potencia de CA convertida 44 a partir de la potencia de CC de entrada 32. Cada uno de la pluralidad de puentes 60 recibe una parte respectiva de la potencia de CC de entrada 32 y convierte la parte respectiva de la potencia de CC de entrada 32 en una potencia de CA convertida respectiva 44. La pluralidad de puentes 60 están acoplados al controlador de puente 42 que controla las operaciones de conmutación de la pluralidad de puentes 60. En un modo de realización, la pluralidad de puentes 60 incluye un primer puente 62, un segundo puente 64 y un tercer puente 66. Aunque se muestran tres puentes, la invención no se limita a tres modos de realización de puente. Se puede usar un número menor o mayor de puentes para lograr la resolución deseada.
[0014] El controlador de puente 42 proporciona señales de control 46 (FIG. 3) para operar al menos uno de la pluralidad de puentes en un modo de forma de onda cuadrada. En un modo de realización más específico, el controlador de puente 42 proporciona señales de control para operar al menos uno de los puentes al menos parcialmente en un modo de ciclo de trabajo y para operar al menos algunos de los puentes restantes en modos de forma de onda cuadrada. En otro modo de realización, el controlador de puente proporciona señales de control para operar uno de los puentes al menos parcialmente en un modo de ciclo de trabajo y para operar los puentes restantes completamente en modos de forma de onda cuadrada. En algunos modos de realización donde se requiere menos resolución, el controlador de puente puede proporcionar señales de control para operar todos los puentes completamente en modo de forma de onda cuadrada. La pluralidad de puentes 60 opera simultáneamente para generar partes en fase o fuera de fase de la potencia de CA convertida 44. La fase de las respectivas partes de la potencia de CA convertida 44 depende del punto de forma de onda que se generará, de modo que las polaridades de las respectivas partes de la potencia de CA convertida 44 sean aditivas o sustractivas, lo que da como resultado un voltaje de salida neto que se parece mucho a un voltaje de referencia sinusoidal.
[0015] Las respectivas partes convertidas de la potencia de CA 44 se transfieren a los respectivos transformadores 48 acoplados eléctricamente a los respectivos puentes 60. Cada uno de la pluralidad de transformadores 48 incluye un devanado principal 68 acoplado eléctricamente al puente respectivo 60 y un devanado secundario 70 emparejado con el devanado principal 68 y acoplado eléctricamente en serie con los otros devanados secundarios. En un modo de realización, la pluralidad de transformadores 48 incluye al menos un transformador 48 que tiene una relación de transformación (“turn ratio”) diferente del devanado principal 68 y del respectivo devanado secundario 70 que otro transformador 48. En este modo de realización, cada uno de la pluralidad de transformadores 48 incrementa el nivel de voltaje de la parte respectiva de la potencia de CA convertida 44 en base a su relación de transformación respectiva. En un modo de realización, se preestablecen diferentes relaciones de transformación para generar un voltaje de salida neto multinivel deseado. Las partes respectivas de la potencia de CA convertida 44 en cada uno de los devanados secundarios 70 se suman para formar una potencia de CA combinada 72. La magnitud de la potencia de CA combinada 72 representa el voltaje de referencia sinusoidal.
[0016] La potencia de CA combinada 72 se transfiere al convertidor de red 52 acoplado eléctricamente a los devanados secundarios 70 acoplados en serie. El convertidor de red 52 puede estar acoplado a un controlador de red 54 que controla el convertidor de red 52 para generar la potencia de salida 34 para la red eléctrica 36. La potencia de salida 34 puede incluir potencia de salida de CC o potencia de salida de CA. Como se ilustra, el convertidor de red 52 incluye una pluralidad de diodos y conmutadores 74 acoplados eléctricamente entre sí.
[0017] En modos de realización en los que se genera potencia de salida de CC 34, el convertidor de red 52 no necesita comprender ningún dispositivo controlable. En dichos modos de realización, el convertidor de red 52 puede incluir un puente de diodos para rectificar la potencia de CA combinada 72 para generar la potencia de salida de CC 34. Sin embargo, si se desea una flexibilidad adicional, dispositivos controlables, tales como rectificadores controlados de silicio o tiristores de apagado de puerta, serán útiles para permitir el flujo de potencia bidireccional, lo cual es útil en circunstancias en las que una turbina eólica no recibe demasiada potencia, por ejemplo, y el suministro de potencia desde la red eléctrica 36 a la turbina eólica 10 permitiría la puesta en marcha de la turbina eólica 10 sin necesidad de almacenamiento de energía en la torre 14.
[0018] En modos de realización en los que se genera potencia de salida de CA 34, se incluirán dispositivos controlables. En dichos modos de realización, el convertidor de red 52 opera como un convertidor de CA a CA y convierte la potencia de CA combinada 72 en la potencia de salida de CA en una forma de onda sinusoidal que tiene un nivel de frecuencia (típicamente un nivel de frecuencia más bajo) compatible para su transmisión en la red eléctrica 36 (FIG. 2).
[0019] La FIG. 5 es una representación gráfica de ejemplo de varias partes de la potencia de CA convertida con un voltaje incrementado en un modo de forma de onda cuadrada en la salida de al menos algunos de los respectivos devanados secundarios 70 de acuerdo con un modo de realización de la invención. El eje X 76 representa el tiempo y el eje Y 78 representa el voltaje. Los niveles de voltaje de las diferentes formas de onda 80 (más alta), 82 (media) y 84 (más baja) están controlados por las respectivas relaciones de transformación de transformador en un modo de realización. De acuerdo con un modo de realización de la invención, los voltajes 80 y 82 tienen formas de onda sustancialmente cuadradas, mientras que la forma de onda 84 está modulada por ciclo de trabajo. Los símbolos de interrupción de la línea de tiempo se usan de modo que la escala del concepto pueda verse más fácilmente. En la práctica, probablemente habrá más ciclos de los que se muestran en las FIGS. 5 y 6.
[0020] Como se ilustra, por ejemplo, durante el intervalo de tiempo Ta, el primer puente 62 se controla para proporcionar un voltaje cero, mientras que el segundo puente 64 y el tercer puente 66 se controlan de modo que estén desfasados. Durante el intervalo de tiempo Tb, los puentes 62 y 64 generan formas de onda cuadradas 80 y 82, que están en oposición, mientras que el puente 66 se modula por ciclo de trabajo para generar la forma de onda 84. Durante el intervalo de tiempo Tc, los puentes 62 y 64 generan formas de onda cuadradas en fase, mientras que el puente 66 se controla para proporcionar un voltaje cero. Durante el intervalo de tiempo Td, los tres puentes generan formas de onda cuadradas en fase. La descripción mencionada anteriormente es para noventa grados de la forma de onda sinusoidal y puede ampliarse para cubrir los 360 grados de la forma de onda y, a continuación, puede repetirse para generar la potencia de CA combinada 72 como se describe a continuación.
[0021] La FIG. 6 es una representación gráfica de ejemplo del voltaje neto 86 en los devanados secundarios 70 de la pluralidad de transformadores 48 que resulta de la suma de las formas de onda 80, 82 y 84 indicadas en la FIG. 5. El eje X 88 representa el tiempo y el eje Y 90 representa el voltaje. Como se observa, por ejemplo, la potencia de CA combinada 72 es la suma de los voltajes en los diversos puntos en el tiempo. Por ejemplo, en el intervalo de tiempo Ta, el puente de mayor voltaje 62 no genera voltaje, y los voltajes del puente de voltaje medio 64 se han reducido en la salida debido a que el puente de menor voltaje 66 se está desfasando; y, en el segundo intervalo Tb, el puente de mayor voltaje 62 está generando voltaje, el puente de voltaje medio 64 está operando en un modo desfasado para reducir la magnitud total del voltaje de salida, y el puente de menor voltaje 66 está operando en modo de tipo ciclo de trabajo que está en fase con el puente 62 para incrementar más estrechamente la cantidad de voltaje.
[0022] La FIG. 7 es una representación gráfica de ejemplo de una forma de onda de voltaje sustancialmente sinusoidal 92 generada por el convertidor de red 52 a partir de la potencia de CA combinada 72 de acuerdo con un modo de realización de la invención. El eje X 94 representa el tiempo y el eje Y 96 representa el voltaje. El convertidor de red 52 rectifica la forma de onda de voltaje neto de alta frecuencia 86 y proporciona un voltaje con una forma de onda sustancialmente sinusoidal 92 con la polaridad deseada en el punto de acoplamiento de la red eléctrica 36.
[0023] La FIG. 8 es un diagrama de flujo que representa las etapas que intervienen en un procedimiento de conversión de potencia 100 de acuerdo con un modo de realización de la invención. El procedimiento 100 incluye, para modos de realización con rotores, convertir la energía mecánica recibida de un rotor en potencia fuente. La potencia fuente se convierte en una potencia de CC de entrada. La potencia de CC de entrada se divide en una pluralidad de partes en la etapa 102. Cada una de las respectivas partes de la potencia de CC de entrada se convierte en una parte respectiva de potencia de CA convertida en la que al menos algunas de las partes de la potencia de CC de entrada se convierten usando una forma de onda cuadrada en la etapa 104. En un modo de realización, la pluralidad de puentes se conmutan a frecuencias iguales o superiores a unos pocos kilohercios para convertir la parte de la potencia de CC de entrada en la parte de potencia de CA convertida. El voltaje de la parte respectiva de la potencia de CA convertida se incrementa en la etapa 106. En un modo de realización particular, los voltajes de las respectivas partes de la potencia de CA convertida se incrementan a diferentes niveles. En otro modo de realización, los voltajes se incrementan a diferentes niveles usando una pluralidad de transformadores, teniendo al menos uno de los transformadores relaciones de transformación diferentes que otros de la pluralidad de transformadores. La potencia de CA convertida de voltaje incrementado se combina en serie para proporcionar una potencia de CA combinada en la etapa 108. La potencia de CA combinada se convierte para proporcionar potencia de salida para una red eléctrica en la etapa 110. En un modo de realización, la potencia de CA combinada se convierte en una potencia de salida de CC. En otro modo de realización, la potencia de CA combinada se convierte en una potencia de salida de CA.
[0024] Los diversos modos de realización del sistema de conversión de potencia descritos anteriormente permiten reducir el peso y el tamaño del sistema de conversión de potencia. La reducción da lugar a un tamaño compacto del sistema de conversión de potencia que se puede disponer dentro de la góndola, lo que da como resultado un mantenimiento sencillo y costes de sistema más bajos. Además, el sistema de conversión de potencia no requiere filtros grandes y esto incrementa significativamente la eficacia y reduce el coste y el tamaño del sistema de conversión de potencia. Además, se pueden emplear cables de alto voltaje para transferir la potencia de salida desde el sistema de conversión de potencia a la red. Además, en modos de realización en los que el sistema de conversión de potencia genera potencia de salida de CC que se puede transferir directamente desde el sistema de conversión de potencia a sistemas de transmisión de potencia a larga distancia, no se requiere un convertidor adicional de CA a CC en alta mar.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un inversor multinivel (22), que comprende:
una pluralidad de puentes (60), cada puente configurado para recibir una parte respectiva de una potencia de CC de entrada (32) y convertir la parte respectiva de la potencia de Cc de entrada (32) en una parte respectiva de potencia de CA convertida (44);
al menos un controlador de puente (42) para operar al menos uno de la pluralidad de puentes (60) en un modo de forma de onda cuadrada;
una pluralidad de transformadores (48), cada transformador acoplado a un puente respectivo (60) y configurado para incrementar un nivel de voltaje de la parte respectiva de potencia de CA convertida (44) del puente respectivo (60), en los que cada uno de la pluralidad de transformadores (48) comprende un devanado principal (68) acoplado al puente respectivo (60) y un devanado secundario (70) emparejado con el devanado principal (68) y acoplado en serie con los demás devanados secundarios (70) para combinar las respectivas partes de nivel de voltaje incrementado de la potencia de CA convertida (44); y un convertidor de red (52) acoplado eléctricamente a los devanados secundarios conectados en serie (70) de la pluralidad de transformadores (48) y configurado para proporcionar potencia de salida (34) para una red eléctrica (36).
2. El inversor multinivel (22) de la reivindicación 1, en el que el controlador de puente (42) está configurado para proporcionar señales de control (46) para operar al menos uno de los puentes (60) al menos parcialmente en un modo de ciclo de trabajo y para operar al menos algunos de los puentes restantes en modos de forma de onda cuadrada.
3. El inversor multinivel (22) de la reivindicación 1, en el que el controlador de puente (42) está configurado para proporcionar señales de control (46) para operar todos los puentes (60) completamente en modos de forma de onda cuadrada.
4. El inversor multinivel (22) de cualquier reivindicación precedente, que comprende además un controlador de red (54) configurado para controlar la operación del convertidor de red (52).
5. El inversor multinivel (22) de cualquier reivindicación precedente, en el que al menos uno de la pluralidad de transformadores (48) comprende una relación de transformación diferente del devanado principal (68) y del respectivo devanado secundario (70) que otro de la pluralidad de transformadores (48).
6. El inversor multinivel (22) de la reivindicación 5, en el que la diferente relación de transformación genera un voltaje de salida neto multinivel (86).
7. Un sistema de conversión de potencia (12), que comprende:
una fuente de potencia; y
el inversor multinivel (22) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Un procedimiento (100) para la conversión de potencia, que comprende:
dividir una potencia de CC de entrada (32) en una pluralidad de partes de la potencia de CC de entrada (32);
convertir cada parte respectiva de la potencia de CC de entrada (32) en una parte respectiva de potencia de CA convertida (44), en el que al menos algunas de las partes de la potencia de CC de entrada (32) se convierten usando un modo de forma de onda cuadrada;
incrementar los voltajes de las respectivas partes de potencia de CA convertida (44);
combinar las partes de voltaje incrementado de la potencia de CA convertida (44) en serie para proporcionar una potencia de CA combinada (72); y
convertir la potencia de CA combinada (72) para proporcionar potencia de salida (34) para una red eléctrica (36).
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que convertir la parte de la potencia de CC de entrada (32) en la parte de potencia de CA convertida (44) comprende conmutar una pluralidad de puentes (60) a frecuencias de unos pocos kilohercios o superiores.
10. El procedimiento de la reivindicación 8 o la reivindicación 9, en el que incrementar los voltajes de las respectivas partes de potencia de CA convertida (44) comprende incrementar los voltajes a diferentes niveles usando una pluralidad de transformadores (48), teniendo al menos uno de los transformadores (48) unas relaciones de transformación diferentes a otros de la pluralidad de transformadores (48) para proporcionar los voltajes a diferentes niveles.
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