JP2023550783A - モジュール化バッチエネルギー取得転流回路および制御方法 - Google Patents

モジュール化バッチエネルギー取得転流回路および制御方法 Download PDF

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Abstract

モジュラー化バッチエネルギー取得転流回路は、バッチエネルギー取得ユニットと、Ｎ個のサブモジュールと、を含み、Ｎ個のサブモジュールの交流端子は直列に接続され（Ｎは２以上の整数）、サブモジュールは、パワー半導体装置を含み、交流端子が引き出されてサブモジュールの交流端子とするパワーユニット（１）と、パワーユニット（１）と並列に接続されている容量ユニット（２）と、を含み、バッチエネルギー取得ユニットは、負極がＮ個のサブモジュールの最初のサブモジュールの容量ユニット（２）の負極に接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている第１エネルギー取得電源（６）と、入力端子が第１エネルギー取得電源（６）の正極に直接接続され、または電流制限ユニットを介して接続され、Ｎ個の出力端子が容量ユニット（２）の正極にそれぞれ接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている接続ネットワーク（３０）と、を含む。【選択図】図１

Description

本願は大パワー電力電子転流の技術分野に関し、具体的にはモジュール化バッチエネルギー取得転流回路および制御方法に関する。
電力システムにおける電力電子技術の応用と発展に伴い、電力電子機器は高圧大容量モジュール化の方向へ発展し、特にフレキシブル直流送電システムやチェーン静止型無効電力発生装置などの分野で広く応用されている。ここで、フレキシブル直流送電システムは、一般に、いくつかの直列または並列に接続されているサブモジュールから構成されている。
サブモジュールが現場に輸送され、バルブタワーに組み立てられた後、輸送および取り付け中に誤操作が起こる可能性があるため、装置が順調に稼働していることを確保するために、サブモジュールと転流回路全体の機能試験を再度行う必要がある。
高圧大容量フレキシブル直流送電システムを例にすると、１つのブリッジアームは数百個のサブモジュールが含まれている。従来技術の試験スキームは、サブモジュールごとに個別に試験電源を印加し、機能試験を逐一行う必要があったが、主な問題は以下の通りである。
（１）サブモジュールの数が多く、試験作業量が大きく、試験時間が長く、試験が難く、サブモジュールがバルブタワーを構成した後の操作が困難である。
（２）試験中に光ファイバを挿抜する必要があり、光ファイバを挿抜する過程には光ファイバインタフェースと光ファイバ自体に損傷を与えるリスクがあり、頻繁に挿抜すると寿命にも影響し、装置の信頼性に不利な影響を与える。
（３）試験中または点検メンテナンス中に、サブモジュール制御ユニットプログラムを交換する必要がある場合、単独電源投入方式を採用するには作業量が大きく、手動操作にも問題が発生しやすい。
一方、既存の試験スキームはサブモジュール機能試験または絶縁試験などのシステム別々の試験しかできず、転流回路全体の高圧高出力運転試験スキームが不足し、試験項目が不完全で、かつ試験効率が低い。
他方、取り付け調整の初期には、バッチサブモジュールに多くの故障サブモジュールが存在する可能性があり、自動試験を採用する場合は、直列に接続されているサブモジュールのそれぞれがバルブ制御装置と通信を確立し、そしてサブモジュール制御ユニット、駆動、パワーデバイスは正常であり、ゼロ電圧レベル状態を出力する必要がある。一旦中間に故障したサブモジュールが発生すると、試験を中断しなければならず、長い時間の放電、点検が必要になり、試験効率に影響を与え、試験終了後、手動でサブモジュールバイパススイッチを開放する動作があり、開放スイッチが不十分になるおそれもある。
洋上風力発電フレキシブル直流システムを例に挙げると、洋上風力発電の電力網接続はフレキシブル直流送電の重要な応用であり、フレキシブル直流洋上転流ステーションは洋上プラットフォームに建設する必要がある。洋上施工条件の制限を考慮すると、洋上で大型設備の取り付けと試験を完成することができず、埠頭で設備の取り付けと調整を行ってから、洋上プラットフォーム全体を指定海域に送る必要がある。もし洋上フレキシブル直流転流ステーションが指定海域に到着した後、大型設備に品質欠陥が発生するなどの問題が発見された場合、プラットフォーム全体を試験埠頭に輸送して処理する必要があり、費用と時間コストは非常に高い。
そのため、上述の使用状況に対して、埠頭で設備試験を行う一環は極めて重要であるが、埠頭は通常小容量の低圧電源しか提供できないが、既存の試験技術は高圧を用いて転流回路に対して試験を行う必要がある。
上述の問題を解決するために、本願はモジュール化バッチエネルギー取得転流回路および制御方法を提供する。
上記の背景技術に開示されている情報は、本願の背景に対する理解を強化するためにのみ使用され、したがって、当業者に知られている先行技術を構成しない情報を含むことがある。
本願の一態様によれば、モジュール化バッチエネルギー取得転流回路を提供し、バッチエネルギー取得ユニットと、Ｎ個のサブモジュールとを含み、Ｎ個の前記サブモジュールの交流端子は直列に接続され、Ｎは２以上の整数である。前記サブモジュールは、パワー半導体装置を含み、交流端子を引き出して前記サブモジュールの交流端子とするパワーユニットと、前記パワーユニットと並列に接続されている容量ユニットとを含み、前記バッチエネルギー取得ユニットは、負極が前記Ｎ個のサブモジュールの最初のサブモジュールの容量ユニットの負極に接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている第１エネルギー取得電源と、入力端子が前記第１エネルギー取得電源の正極に直接接続され、または電流制限ユニットを介して接続され、Ｎ個の出力端子がそれぞれ前記容量ユニットの正極に接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている接続ネットワークと、を含む。
いくつかの実施形態によれば、前記転流回路におけるサブモジュールパワーユニットは、すべてハーフブリッジ回路であり、またはすべてフルブリッジ回路であり、またはフルブリッジ回路とハーフブリッジ回路との混合配置であり、ハーフブリッジ回路は、上部管と下部管とを含み、前記上部管が下部管と直列に接続された後に前記容量ユニットと並列に接続され、前記上部管または下部管のコレクタおよびエミッタが引き出されてサブモジュールの交流端子とされ、フルブリッジ回路は、２つの上部管と２つの下部管とを含み、上部管が下部管と直列にブリッジアームを構成した後に前記容量ユニットと並列に接続され、ブリッジアームの中点が引き出されてサブモジュールの交流出力端子とされ、前記上部管と下部管は、完全制御型パワー半導体装置または前記装置の並列接続である。
いくつかの実施形態によれば、前記接続ネットワークは、並列接続ネットワークまたは直列接続ネットワークを含み、前記並列接続ネットワークは、Ｎ個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ個のダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子として接続され、前記Ｎ個のダイオードユニットのカソードが順次引き出されて、前記接続ネットワークのＮ個の出力端子とされ、前記直列接続ネットワークは、
Ｎ個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子とされて、第Ｎダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端とされる方式１と、
Ｎ－１個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ－１個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端とされて、第１ダイオードのアノードと第Ｎ－１ダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端しとされる方式２と、を含み、
前記ダイオードユニットは、ダイオードまたは直列に接続されているダイオードと抵抗または／およびインダクタンスを含む。
いくつかの実施形態によれば、前記サブモジュールの交流端子を並列接続するバイパススイッチと、前記転流回路と並列に接続され、直列に接続されている放電スイッチと放電抵抗および／またはインダクタンスおよび／またはインダクタンス容量からなる共振回路を含む放電分岐路と、をさらに含む。
いくつかの実施形態によれば、前記最初のサブモジュールは転流回路の中で最も電位の低いサブモジュールである。本願の別の態様によれば、上記のいずれか１項に記載の転流回路に基づく制御方法を提供し、前記第１エネルギー取得電源が起動し、前記放電スイッチを閉じ、前記接続ネットワークおよび前記放電抵抗により前記サブモジュールの前記容量ユニットを充電するバッチサブモジュール機能予備試験と、前記第１エネルギー取得電源が起動し、サブモジュール制御ユニットは前記サブモジュールがゼロ電圧レベル状態を逐次出力するように制御し、前記サブモジュールの前記容量ユニットを逐一充電し、サブモジュール機能試験を展開するバッチサブモジュール逐次加圧試験と、前記バッチサブモジュール機能予備試験または前記バッチサブモジュール逐次加圧試験が完了した後、前記第１エネルギー取得電源を開き、前記放電スイッチを閉じ、前記サブモジュール制御ユニットにより前記電力ユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置を逐次オンにし、前記サブモジュールの前記容量ユニットが逐一放電するバッチサブモジュール急速放電試験と、前記バッチサブモジュール急速放電試験が完了した後、前記サブモジュールの前記容量ユニットが既定値まで放電され、前記サブモジュールの前記バイパススイッチを自動的に閉じるバッチサブモジュール放電バイパス試験と、の１つまたは複数のステップの組合せを含む。
いくつかの実施形態によれば、前記バッチサブモジュール逐次加圧試験は、前記第１エネルギー取得電源を起動し、接続されているサブモジュールの前記容量ユニットを充電することと、充電が閾値に達した後、前記サブモジュール制御ユニットに給電することと、前記サブモジュール制御ユニットにより前記パワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置をパワーユニットのゼロ電圧レベル状態に導通するように制御し、隣接サブモジュールの容量ユニットのために導通回路を確立することと、前記第１エネルギー取得電源／前段サブモジュールの容量ユニットは隣接サブモジュールの容量ユニットを充電し、隣接サブモジュールのサブモジュール制御ユニットを帯電させることと、すべてのサブモジュールの容量ユニットの充電が順次完了し、Ｎ個のサブモジュール制御ユニットが帯電されることと、を含む。
いくつかの実施形態によれば、ハーフブリッジ回路では、前記パワー半導体装置の下部管が導通することを前記ゼロ電圧レベル状態と定義し、フルブリッジ回路では、前記パワー半導体装置の２つの上部管が同時に導通すること、または前記パワー半導体装置の２つの下部管が同時に導通することを前記ゼロ電圧レベル状態と定義する。
本願の別の態様によれば、高圧運転回路を提供し、上記のいずれか１項に記載のモジュール化バッチエネルギー取得転流回路と第２転流回路とを含み、前記第２転流回路は、Ｍ個のサブモジュールを含み、Ｍ個の前記サブモジュールの交流端子が直列に接続され、Ｍは２以上の整数であり、または上記いずれか１項に記載のバッチエネルギー取得転流回路を含み、前記第２転流回路の最初のサブモジュールおよび最後のサブモジュールの交流端子が引き出されて前記第２転流回路の交流端子とされて、前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路の一方の交流端子が接続リアクトルを介して接続され、他方の交流端子が短絡されている。
本願の別の態様によれば、上記に記載の高圧運転回路の制御方法を提供し、前記第１エネルギー取得電源および接続ネットワークを用いてすべてのサブモジュールの容量ユニットを充電し、サブモジュール制御ユニットが前記容量ユニットから電気を取って運転するカスケード充電制御と、前記カスケード充電制御が完了した後、前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路は電圧と電流を制御し、前記第１エネルギー取得電源が前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路に損失エネルギーを補充するカスケード運転制御と、を含む。
本願の別の態様によれば、フレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムを提供し、前記フレキシブル直流転流ステーションはフレキシブル直流転流バルブと、バルブコントローラとを含み、前記フレキシブル直流転流バルブは３つの並列する相ブリッジアームを含み、前記相ブリッジアームは上ブリッジアームと下ブリッジアームの直列接続であり、前記上ブリッジアームの正端が直流正極に接続され、前記上ブリッジアームの負端が前記下ブリッジアームの正端に接続され、前記下ブリッジアームの負端が直流負極に接続され、前記フレキシブル直流転流バルブの接地方式により、対応する上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームは、上記のいずれか１項に記載のバッチエネルギー取得転流回路として配置され、他のブリッジアームは、直列に接続されたサブモジュールの転流回路として配置され、前記バルブコントローラは、サブモジュールの動作を制御するサブモジュール制御ユニットと通信する。
いくつかの実施形態によれば、配置方式と前記接地方式との対応関係は、前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流負極は接地され、少なくとも１つの下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流正極は接地され、前記第１エネルギー取得電源は隔離モジュールを介して前記容量ユニットから隔離され、上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流正極と前記直流負極の対地電圧の絶対値が等しいか近い場合、上ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、前記フレキシブル直流転流バルブは接地されなく、または接地スイッチを介して接地されかつ接地スイッチが遮断し、上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、のいずれかを含む。
本願の別の態様によれば、上記のいずれか１項に記載のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの制御方法を提供し、前記第１エネルギー取得電源は、バッチエネルギー取得転流回路として配置されている前記サブモジュールの前記直流容量を充電し、前記バッチエネルギー取得転流回路は充電ブリッジアームと定義されることと、前記充電ブリッジアームの充電が完了した後、前記充電ブリッジアームが起動運転し、制御可能な電圧を出力して前記フレキシブル直流転流バルブの他のブリッジアームを充電することと、前記他のブリッジアームの充電が完了した後、いずれの相の前記上ブリッジアーム、前記下ブリッジアームが電圧源として制御され、前記直流正極と前記直流負極に直流電圧を等価に印加し、前記過程が加圧過程と定義されることと、を含む。
いくつかの実施形態によれば、前記第１エネルギー取得電源と直列に接続されている第１高圧スイッチをさらに含み、三相ブリッジアームの充電が完了した後、前記第１高圧スイッチを分断し、前記三相ブリッジアームをロック解除し、前記直流正極、前記直流負極は直流電圧を呈し、前記三相ブリッジアームの中点は三相交流電圧を呈している。
いくつかの実施形態によれば、加圧中に直流、交流装置または交・直流線路に対して耐圧試験および／またはサンプリング較正を行うことと、加圧中に絶縁破壊故障が発生した場合、ブリッジアームの急速過電流保護および／またはパワー半導体装置の短絡保護を用いて装置の安全を保障することと、をさらに含む。
本願の別の態様によれば、転流バルブの現場試験方法を提供し、前記転流バルブは６つのブリッジアームとバルブ制御ユニットとを含み、前記ブリッジアームは上記のいずれか１項に記載の転流回路を含み、前記転流回路はＮ個のサブモジュールを含み、前記サブモジュールが前記バルブ制御ユニットと光ファイバで接続され、前記現場試験方法は、前記接続ネットワークのＮ個の出力端子がＮ個のサブモジュールの前記容量ユニットの正極に接続されていることと、前記第１エネルギー取得電源を起動することと、前記バルブ制御ユニットは、通信が確立された前記サブモジュールと物理的位置が一致しているかどうかを識別することと、バッチエネルギーを取得し、前記サブモジュールが機能試験を行い、または前記バルブ制御ユニットはプログラムを更新することと、を含む。
例示的な実施形態によれば、本願は、以下の１つまたは複数の有益な効果を有する。
（１）本願はバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路を提供し、サブモジュール容量を２つの容量の組み合わせに分け、内部電源ユニットの設計によって、柔軟に適応することができ、１つは容量が急速に充電され、サブモジュール制御ユニットに給電し、あるいは実際の運転状況と等価な充電方式でありながら、より少ない外部電源とより低い電圧を採用して、設備と人身の安全を確保する。サブモジュール制御ユニットの電源投入後、通信ピアテストを行うことができ、ステップ別試験の方式は試験リスクを下げ、試験の信頼性を高めることができる。
（２）本願は２つの転流チェーンのパワー押し引きの方案を提供し、低圧電源を利用してエネルギーを供給し、１つの転流チェーンを充電し、１つの転流チェーンの出力電圧を用いて別の転流チェーンを充電することができ、１つの接続リアクトルを追加するだけで２つの転流チェーン間のパワー押し引きを実現し、接続リアクトルも工程中のブリッジリアクトルを利用することができ、この方案はコストが低く、信頼性が高く、既存の転流チェーンが高圧高出力運転試験を行いにくい問題を解決する。
（３）本願に係る低圧加圧試験システムおよび制御方法は、サブモジュールに対してバッチ検測を行うことができ、試験効率を高めることができ、また、システムによりサブモジュールバイパススイッチを自動開放し、手動開放が不十分になるリスクを解決する。
上記の一般的な説明および後述の詳細な説明は単なる例示であり、本願を限定するものではないことを理解すべきである。
図面を参照しながらその例示的な実施形態を詳細に説明することにより、本願の上記および他の目的、特徴、および利点がより明らかになるであろう。以下に説明する図面は、本願のいくつかの実施形態にすぎず、本願を制限するものではない。
本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路構成図である。 本願の実施形態に係る容量ユニット構成図である。 本願の実施形態に係るハーフブリッジ回路からなるパワーユニット構成図である。 本願の実施形態に係るフルブリッジ回路からなるパワーユニット構成図である。 本願の実施形態に係るパワーユニット構成図である。 本願の実施形態に係るハイインピーダンス方式のインタフェースユニット構成図である。 本願の実施形態に係るブロッキング方式のインタフェースユニット構成図である。 本願の実施形態に係る変圧ユニット構成図である。 本願の実施形態に係る別の変圧ユニット構成図である。 本願の実施形態に係る並列接続方式の接続ネットワーク構成図である。 本願の実施形態に係る直列接続方式の接続ネットワーク構成図である。 本願の直列接続方式の接続ネットワーク構成図のさらに他の実施形態である。 本願の実施形態に係る複数の第１エネルギー取得電源の直列接続方式の接続ネットワーク構成図である。 本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路の合成回路システム構成図である。 本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路の充電制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係る転流バルブ低圧加圧試験システムの回路構成図である。 本願の実施形態に係る別の転流バルブ低圧加圧試験システムの回路構成図である。 例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール機能予備試験の制御方法のフローチャートである。 例示的な実施形態に係るサブモジュール充電回路の概略図である。 例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール逐次加圧試験の制御方法のフローチャートである。 例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール急速放電試験の制御方法のフローチャートである。 例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール放電バイパス試験の制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の概略図である。 本願の実施形態に係る別の転流バルブ高圧運転回路の概略図である。 本願の実施形態に係るダイオードユニットの概略図である。 本願の実施形態に係る別のダイオードユニットの概略図である。 本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の現場試験システムの概略図である。 本願の実施形態に係る別の転流バルブ高圧運転回路の現場試験システムの概略図である。 本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の現場試験システム配線の概略図である。 本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の現場試験システムのシングルブリッジアーム配線の概略図である。 本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係るシーケンス制御起動論理のフローチャートである。 本願の実施形態に係る直流充電論理フローの概略図である。 本願の実施形態に係るカスケード運転制御のフローチャートである。 本願の実施形態に係る運転終了後バイパス検測のフローチャートである。 本願の実施形態に係るカスケード運転制御バイパス検測のフローチャートである。 本願の実施形態に係るフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの概略図である。 本願の実施形態の別のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの概略図である。 本願の実施形態の別のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの概略図である。 本願の実施形態の別のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの概略図である。 本願の実施形態に係る低圧電源の概略図である。 本願の実施形態に係る別の低圧電源の概略図である。 本願の実施形態に係る別の低圧電源の概略図である。 例示的な実施形態に係る第１エネルギー取得電源充電制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係るブリッジアーム能動均圧制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係る分相直流加圧制御方法のフローチャートである。 本願の実施形態に係るフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧制御方法のフローチャートである。
次に、図面を参照しながら、例示的な実施形態についてより詳細に説明する。しかし、例示的な実施形態は様々な形態で実施することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されると理解すべきではない。逆に、これらの実施形態を提供することにより、本願が包括的かつ完全であり、例示的な実施形態の構想を当業者に全面的に伝える。図中の同一の符号は同一または類似の部分を示すので、重複する説明は省略する。
図面に示されたフローチャートは例示的な説明にすぎず、すべての内容と操作／ステップを含む必要はなく、必ずしも説明された順序で実行する必要もない。例えば、操作／ステップによっては分解することもできるが、操作／ステップによっては結合または部分的に結合することができるので、実際に実行する順序が実際の状況に応じて変化する可能性がある。
本願の明細書および特許請求の範囲および上述の図面における用語「第１」、「第２」等は、異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序を記述するのではない。さらに、用語「含む」と「有する」、およびそれらの任意の変形は、排除しない包含を意図する。例えば、一連のステップまたはユニットを含むプロセス、方法、システム、製品または設備は、リストされたステップまたはユニットに限定されず、オプションとして、リストされていないステップまたはユニットも含むか、またはオプションとして、これらのプロセス、方法、製品または設備に固有の他のステップまたはユニットも含む。
当業者は、図面が例示的な実施形態の概略図にすぎず、図面中のモジュールまたはフローは必ずしも本願を実施するために必要ではなく、したがって本願の保護範囲を制限するために使用してはならないことを理解すべきである。
以下に、本願の方法の実施形態を実行するために使用することができる、本願の装置の実施形態について説明する。本願の装置の実施形態に開示されていない詳細については、本願の方法の実施形態を参照することができる。
図１は本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路構成図の１つである。
バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路は、Ｎ個のサブモジュールを含み、Ｎ個のサブモジュールの交流端子が直列に接続され、最初のサブモジュールと最後のサブモジュールの接続されていない交流端子が引き出されて転流回路の交流端子とされ、Ｎは２以上の整数である。
サブモジュールは、パワーユニット１と、容量ユニット２と、変圧ユニット３と、サブモジュール制御ユニット４と、バッチエネルギー取得ユニットと、バイパススイッチとを含む。
パワーユニット１はパワー半導体装置を含み、パワーユニット１の交流端子が引き出されてサブモジュールの交流端子とされる。図２に示すように、容量ユニット２はパワーユニット１と並列に接続され、容量ユニット２は第１直流容量Ｃ１を含む。変圧ユニット３は容量ユニット２に接続され、容量ユニット２からエネルギーを取得し、直流電圧変換を実現し、サブモジュール制御ユニット４に給電する。サブモジュール制御ユニット４は変圧ユニット３に接続され、パワーユニット１の動作を制御する。バッチエネルギー取得ユニットは、第１エネルギー取得電源６と接続ネットワーク３０とを含む。第１エネルギー取得電源６の負極が最初のサブモジュール容量ユニットの負極に接続されている。接続ネットワーク３０の入力端子は第１エネルギー取得電源６の正極に直接接続または電流制限ユニットを介して接続され、接続ネットワーク３０はＮ個の出力端子を含み、Ｎ個の出力端子はすべての容量ユニットの正極に直接接続または電流制限ユニットを介して接続され、電流制限ユニットは、抵抗または／およびインダクタンスを含む。バイパススイッチはサブモジュールの交流端子に並列に接続される。
パワーユニット１はハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を含み、２電力レベルまたは３電力レベルのハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を含む。
いくつかの実施形態によれば、図３ａに示すように、ハーフブリッジ回路は、上部管と下部管とを含み、下部管がサブモジュールの交流出力端子と並列に接続されている。
いくつかの実施形態によれば、図３ｂに示すように、フルブリッジ回路は２つの上部管と２つの下部管とを含み、上部管と下部管が直列にブリッジアームを構成した後に容量ユニットと並列に接続され、ブリッジアームの中点が引き出されてサブモジュール交流出力端子とされる。
いくつかの実施形態によれば、転流回路中のサブモジュールパワーユニットはすべて同じ回路であり、すべてハーフブリッジ回路であるか、すべてフルブリッジ回路であるか、またはフルブリッジ回路とハーフブリッジ回路の混合配置であり、図３ｃはフルブリッジ型サブモジュール回路である。
オプションとして、サブモジュールの交流端子にはバイパススイッチも並列に接続され、バイパススイッチは電動で閉じられ、閉じた後は機械力または磁力によって保持される。
パワーユニットのゼロ電圧レベル状態を定義することは、ハーフブリッジ回路では、下部管が導通することをゼロ電圧レベル状態と定義すること、フルブリッジ回路では、２つの上部管が同時に導通することまたは２つの下部管が同時に導通することをゼロ電圧レベル状態と定義することである。
オプションとして、容量ユニット２は、第２直流容量Ｃ２とインタフェースユニット５とをさらに含み、インタフェースユニット５が第１直流容量Ｃ１と第２直流容量Ｃ２との間に接続され、第２直流容量Ｃ２がインタフェースユニット５と変圧ユニット３との間に接続されている。インタフェースユニット５の構成方法は、ハイインピーダンス方式またはブロッキング方式を含む。
ハイインピーダンス方式では、図４に示すように、インタフェースユニット５は、抵抗または／およびリアクタンスを含み、１０ｋΩより大きい等価インピーダンス値を有する。
ブロッキング方式では、図５に示すように、インタフェースユニット５は、ブロッキングダイオードユニットを含み、ブロッキングダイオードユニットのアノードが第１直流容量Ｃ１の正極を指し、ブロッキングダイオードユニットのカソードが第２直流容量Ｃ２の正極を指し、ブロッキングダイオードユニットはブロッキングダイオードを含み、またはブロッキングダイオードと分圧抵抗ネットワークとを含む。
変圧ユニット３は、図６に示すように、入力端子が容量ユニット２に接続されている少なくとも１つの直流変換器を含む。直流変換器の数が１より大きい場合、図７に示すように、直流変換器の出力端子は直接に並列接続され、または直列ダイオードを介してから並列接続される。
接続ネットワーク３０は、並列接続ネットワークまたは直列接続ネットワークを含む。
いくつかの実施形態によれば、図８に示すように、並列接続ネットワークはＮ個のダイオードユニットを含み、Ｎ個のダイオードユニットのアノードが接続ネットワークの入力端子として接続され、Ｎ個のダイオードユニットのカソードが順次引き出されて接続ネットワークのＮ個の出力端子とされる。ダイオードユニットは、ダイオードまたは直列に接続されているダイオードと抵抗または／およびインダクタンスを含む。
いくつかの実施形態によれば、図９ａに示すように、直列接続ネットワークは、Ｎ－１個のダイオードユニットを含み、Ｎ－１個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが接続ネットワークの入力端子とされて、第Ｎ－１ダイオードユニットのアノードおよび第Ｎ－１ダイオードユニットのカソードが順次引き出されて接続ネットワークの出力端子とされる。
いくつかの実施形態によれば、図９ｂに示すように、直列接続ネットワークはＮ個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子とされて、第Ｎダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端子とされる。ダイオードユニットは、ダイオードまたは直列に接続されているダイオードと抵抗または／およびインダクタンスを含む。
オプションとして、接続ネットワーク３０が直列接続ネットワークである場合、転流回路は、Ｍ個の第１エネルギー取得電源６をさらに含む。Ｍ個の第１エネルギー取得電源６はそれぞれ各サブモジュールの容量ユニット２に並列に接続され、Ｍは整数であり、１≦Ｍ≦Ｎ－１であり、Ｍ≧２の場合、第１エネルギー取得電源６の出力端子には逆止ダイオードが直列に接続され、逆止ダイオードのカソードは容量ユニット２の正極を指す。図１０に示すように、本実施形態ではＭ＝２である。
本実施形態に係る発明は、バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路はサブモジュール容量を２つの容量の組み合わせに分け、内部電源ユニットの設計によって、柔軟に適応することができ、１つは容量急速充電であり、サブモジュール制御ユニットに給電し、あるいは実際の運転状況と等価の充電方式であるが、より少ない外部電源とより低い電圧を採用し、設備と人身の安全を確保する。サブモジュール制御ユニットの電源投入後、通信ピアテストを行うことができ、ステップ別試験の方式は試験リスクを下げ、試験信頼性を高めることができる。同時に、外部二次低圧電源とサブモジュール容量からの電源は冗長を構成し、サブモジュールの制御給電をより確実に保証している。
図１１は本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路の合成回路システム構成図である。
合成回路システムは、バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路と、バルブベース制御ユニット５０と、第２エネルギー取得電源６０とを含む。バルブベース制御ユニット５０は、Ｎ個のサブモジュール制御ユニット４と通信する。第２エネルギー取得電源６０は、転流回路の交流端子に接続されている。
オプションとして、合成回路システムは放電分岐路をさらに含む。図１１に示すように、放電分岐路は、第２エネルギー取得電源６０と並列に接続され、放電分岐路は、直列に接続されている放電スイッチ６１と放電抵抗６２とを含む。
図１２は本願の実施形態に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路の充電制御方法のフローチャートであり、以下の制御フローを含む。
Ｓ１０では、第１エネルギー取得電源６を起動し、接続されているサブモジュールの容量ユニット２を充電する。
Ｓ２０では、充電が閾値に達した後、変圧ユニット３内の直流変換器を起動し、サブモジュール制御ユニット４に給電する。
Ｓ３０では、サブモジュール制御ユニット４によりパワーユニット１における対応する位置のパワー半導体装置をパワーユニットゼロ電圧レベル状態として導通するように制御し、隣接サブモジュールの容量ユニットに導通回路を確立する。
Ｓ４０では、第１エネルギー取得電源６または／および前段サブモジュールの容量ユニットが隣接サブモジュールの容量ユニットを充電し、隣接サブモジュール制御ユニットを帯電させる。
Ｓ５０では、すべてのサブモジュールの容量ユニットの充電が順次完了し、Ｎ個のサブモジュール制御ユニット４が帯電される。
第ｊサブモジュールに故障が発生したこと、または第ｊ＋１サブモジュール制御ユニットが正常に充電できないことを検出した場合、ｊは整数であり、１≦ｊ≦Ｎ－１であり、以下の制御フローをさらに含む。
第ｊサブモジュールのバイパススイッチを閉じる。第ｊ＋１サブモジュール制御ユニットがまだ正常に帯電できない場合は、充電を終了し、第ｊサブモジュールまたは／および第ｊ＋１サブモジュールを点検する。第ｊ＋１サブモジュール制御ユニットが正常に充電されている場合は、充電を継続し、第ｊサブモジュールの故障をマークし、その後の処理を行う。
図１３は本願に係るバッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路の構成図のさらに他の実施形態である。
図１３に示すように、バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路は、転流バルブと、低圧加圧ユニットと、負荷ユニットとを含む。
例示的な実施形態によれば、転流バルブは、Ｎ個のサブモジュール１の交流端子の直列接続を含む。Ｎは１以上の整数である。
例示的な実施形態によれば、サブモジュール１は、ハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路が容量ユニットと並列に接続され、パワーデバイスがバイパススイッチ２と並列に接続されている。
いくつかの実施形態によれば、サブモジュール１は、サブモジュール制御ユニットをさらに含む。
いくつかの実施形態によれば、バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路は、サブモジュール制御ユニットと通信するバルブ制御システムをさらに含む。
例示的な実施形態によれば、低圧加圧ユニットは、第１エネルギー取得電源３と接続ネットワーク４とを含む。低圧加圧ユニットはサブモジュールの容量ユニットに接続されている。
例示的な実施形態によれば、負荷ユニットは放電スイッチ５と放電抵抗６とを含み、負荷ユニットは転流バルブと並列に接続されている。
第１エネルギー取得電源が起動し、放電スイッチを閉じ、接続ネットワークおよび放電抵抗により、すべての前記サブモジュールの前記容量ユニットを同時に充電する。
いくつかの実施形態によれば、第１エネルギー取得電源の負極が最初のサブモジュール容量ユニットの負極に接続され、接続ネットワークの入力端子が第１エネルギー取得電源の正極に直接接続され、接続ネットワークはＮ個の出力端子を含み、Ｎ個の出力端子はそれぞれすべての容量ユニットの正極に接続されている。
いくつかの実施形態によれば、接続ネットワークは並列方式および直列方式の２つの接続方式を含む。
例示的な実施形態によれば、図１３は並列接続ネットワークを示す。並列接続ネットワークはＮ個のダイオードを含む。Ｎ個のダイオードユニットのアノードが接続され接続ネットワークの入力端子とされ、Ｎ個のダイオードユニットのカソードが順次引き出されて接続ネットワークのＮ個の出力端子とされる。
いくつかの実施形態によれば、バッチエネルギー取得可能なモジュール化転流回路は、以下の制御方法のうちの１つまたは複数を実施することができる。
１、バッチサブモジュール機能予備試験：第１エネルギー取得電源が起動し、放電スイッチを閉じ、接続ネットワークおよび放電抵抗によりすべてのサブモジュール容量ユニットを充電する。
２、バッチサブモジュール逐次加圧試験：第１エネルギー取得電源が起動し、バルブ制御ユニットはサブモジュールがゼロ電圧レベル状態を逐次出力するように制御し、サブモジュール容量ユニットを逐一充電し、サブモジュール機能試験を展開する。
３、バッチサブモジュール急速放電試験：第１エネルギー取得電源を遮断し、放電スイッチを閉じ、さらにバルブ制御ユニットによりパワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置を逐次オンにし、サブモジュール容量ユニットを逐一放電する。
４、バッチサブモジュール放電バイパス試験：サブモジュール容量ユニットが定値まで放電すると、自動的にこのサブモジュールバイパススイッチを閉じる。
いくつかの実施形態によれば、上述の制御方法は、以下の１つまたは複数に組み合わされることができる。
１、まずバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を行い、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットが自然放電する。
２、まずバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を行い、それからバッチサブモジュール急速放電試験を行い、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットが急速放電する。
３、まずバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を行い、それからバッチサブモジュール急速放電試験とバッチサブモジュール放電バイパス試験を行い、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットが急速放電してバイパススイッチを閉じる。
４、まずバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を行い、それからバッチサブモジュール急速放電試験およびバッチサブモジュール放電バイパス試験を行い、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットが急速放電してバイパススイッチを閉じ、更に手動でバイパススイッチを開放し、更にバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を実行し、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットは自然放電するか、またはバッチサブモジュール機能予備試験および／またはバッチサブモジュール逐次加圧試験を実行し、さらにバッチサブモジュール急速放電試験を行い、試験が完了した後にサブモジュール容量ユニットは急速放電し、バイパススイッチの開放が所定の位置にあるかどうかを検査する。
図１４の接続ネットワーク接続方式は直列式である。図１４に示すように、接続ネットワークはＮ－１個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ－１個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードは前記接続ネットワークの入力端子とされて、第Ｎ－１ダイオードユニットのアノードおよび第Ｎ－１ダイオードユニットのカソードは順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端子とされる。
図１５は例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール機能予備試験の制御方法のフローチャートを示す。
Ｓ４１０では、第１エネルギー取得電源が起動し、負荷スイッチを閉じる。
例示的な実施形態によれば、第１エネルギー取得電源が起動し、負荷ユニットの負荷スイッチを閉じ、閉回路を形成する。
Ｓ４２０では、第１エネルギー取得電源は、接続ネットワークおよび負荷ユニットの負荷抵抗によりサブモジュール容量ユニットを充電する。
Ｓ４３０では、サブモジュール容量ユニット電圧が起動閾値に達した後、サブモジュール制御ユニットが起動する。
Ｓ４４０では、バルブ制御ユニットとサブモジュール制御ユニットが正常に通信しているかどうかを検査する。
例示的な実施形態によれば、バルブ制御ユニットとサブモジュール制御ユニットが正常に通信しているかどうかを検査し、通信故障が発生した場合、故障サブモジュールを位置決めする。
Ｓ４５０では、サブモジュール機能試験を展開する。
Ｓ４６０では、故障サブモジュールがあるかどうかを判断する。
例示的な実施形態によれば、故障サブモジュールが検出された場合、Ｓ４７０に進み、故障サブモジュールがなければ、Ｓ４８０に進む。
Ｓ４７０では、故障サブモジュールバイパススイッチを閉じるか、あるいは、故障サブモジュールバイパススイッチを閉じてから、故障サブモジュールを点検する。
例示的な実施形態によれば、サブモジュール故障を検出した後、故障サブモジュールバイパススイッチを閉じるか、あるいは、故障サブモジュールバイパススイッチを閉じてから、故障サブモジュールを点検した後、Ｓ４１０に進む。
Ｓ４８０では、終了する。
図１６は例示的な実施形態に係るサブモジュール充電回路の概略図である。
図１６に示すように、第１エネルギー取得電源は、接続ネットワークおよび負荷ユニットの負荷抵抗によりサブモジュール容量ユニットを充電する。
いくつかの実施形態によれば、Ｎ個のサブモジュールの容量ユニットを同時に充電することができる。
図１７は例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール逐次加圧試験の制御方法のフローチャートを示す。
Ｓ６１０では、第１エネルギー取得電源が起動し、最初のサブモジュール容量ユニットを充電する。
例示的な実施形態によれば、第１エネルギー取得電源は、その負極に直接接続されているサブモジュールの容量ユニットを充電する。
Ｓ６２０では、最初のサブモジュール制御ユニットが起動し、パワーユニットがゼロ電圧レベルを出力し、隣接サブモジュール容量ユニットを充電する。
いくつかの実施形態によれば、ハーフブリッジ回路では、下部管が導通することをゼロ電圧レベル状態と定義し、フルブリッジ回路では、２つの上部管が同時に導通すること、または２つの下部管が同時に導通することをゼロ電圧レベル状態と定義する。
例示的な実施形態によれば、最初のサブモジュール容量ユニットの充電が完了した後、最初のサブモジュール制御ユニットが起動し、最初のサブモジュールのパワーユニットを導通させ、第１エネルギー取得電源は隣接サブモジュールの容量ユニットを充電する。
Ｓ６３０では、隣接サブモジュール制御ユニットが起動してゼロ電圧レベル状態を出力する。
例示的な実施形態によれば、隣接サブモジュール容量ユニットの充電が完了した後、隣接サブモジュールのパワーユニットはゼロ電圧レベルを出力し、次の隣接サブモジュール容量ユニットを充電する。このようにして逐次充電し、すべてのサブモジュール容量ユニットを充電し、すべてのサブモジュール制御ユニットを起動する。
Ｓ６４０では、サブモジュール機能試験を展開する。
いくつかの実施形態によれば、サブモジュール機能試験は容量電圧サンプリング検査を含む。
いくつかの実施形態によれば、ネットワークを並列に接続する場合、第ｉサブモジュール容量ユニット電圧サンプリング値ＶＳＭＩ＝ＶＳ－ＶＤ－ＶＧ＊（ｉ－１）またはサンプリング値Ｖｓｍｉ＝Ｖｓｍ（ｉ－１）－ＶＧであり、
いくつかの実施形態によれば、ネットワークを直列に接続する場合、第ｉサブモジュール容量ユニット電圧サンプリング値ＶＳＭＩ＝ＶＳ－ＶＤ＊（ｉ－１）－ＶＧ＊（ｉ－１）またはＶＳＭＩ＝ＶＳＭ（ｉ－１）－ＶＧ－ＶＤであり、
ここで、ＶＳＭは第ｉサブモジュール容量ユニット電圧サンプリング値であり、ＶＳＭ（ｉ－１）は第（ｉ－１）サブモジュール容量ユニット電圧サンプリング値であり、ＶＳは第１エネルギー取得電源電圧であり、ＶＤはダイオードの管電圧降下であり、ＶＧはパワー半導体装置の管電圧降下である。
いくつかの実施形態によれば、容量電圧サンプリング較正は、上述の理論に基づいて計算されたサンプリング値と実際のサンプリング値とを比較し、偏差が閾値より高い場合、試験が不合格であると判定する。
いくつかの実施形態によれば、サブモジュール機能試験はクロス通信較正を含み、クロス通信は２つのタイプを含む。
１）サブモジュール制御ユニットと隣接サブモジュール制御ユニットとが２つのクロス通信を行い、同時にバルブ制御ユニットの２つの異なるチャネルと通信する。
２）複数のサブモジュール制御ユニットが直列に通信し、最初と最後の２つのサブモジュール制御ユニットとバルブ制御ユニットの２つの異なるチャネルが通信する。
クロス通信では、バルブ制御ユニットの同じチャネルから異なるサブモジュール容量電圧サンプリング値をそれぞれ読み取り、データが容量電圧サンプリング較正の対応関係に合致すれば、検査に合格することを意味する。
図１８は例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール急速放電試験の制御方法のフローチャートを示す。
Ｓ７１０では、バッチサブモジュール機能予備試験またはバッチサブモジュール逐次加圧試験の実行が完了する。
Ｓ７２０では、第１エネルギー取得電源を遮断し、負荷スイッチを閉じる。
Ｓ７３０では、最初または最後からサブモジュールパワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置を逐次オンにする。
いくつかの実施形態によれば、前記対応する位置のパワー半導体装置は、ハーフブリッジ回路の上部管またはフルブリッジ回路のペア管を指す。
例示的な実施形態によれば、第１エネルギー取得電源に直接接続されているサブモジュールは最初のサブモジュールであり、最初または最後のサブモジュールのパワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置をオンにすることができる。
Ｓ７４０では、サブモジュール容量ユニットの容量値から理論電圧値を算出し、サブモジュール容量ユニットの放電電圧を判断する。
例示的な実施形態によれば、電圧偏差が閾値よりも高い場合には、記録して警報する。
図１９は例示的な実施形態に係るバッチサブモジュール放電バイパス試験の制御方法のフローチャートを示す。
Ｓ８１０では、バッチサブモジュール急速放電試験が実行された。
Ｓ８２０では、サブモジュール容量ユニットが低電圧定値まで放電されると、バルブ制御ユニットまたはサブモジュール制御ユニットはサブモジュールバイパススイッチを閉じるように命令する。
図２０は本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の概略図であり、転流バルブ高圧運転回路は、２つの転流回路、接続リアクトル２、１つまたは２つの接続ネットワーク１を含む。
２つの転流回路はそれぞれＮ個のサブモジュール３とＭ個のサブモジュール３とを含み、Ｎ、Ｍは１以上の整数であり、２つの転流回路の一方の交流端子は接続リアクトル２を介して接続され、２つの転流回路の他方の交流端子は短絡されている。
サブモジュール３は並列に接続されている直流容量Ｃ１とパワーユニットとを含み、パワーユニットは、パワー半導体装置からなるハーフブリッジ回路または／およびフルブリッジ回路を含む。サブモジュール３の交流端子は直列に接続され、最初のサブモジュールと最後のサブモジュールの交流端子は転流回路の交流端子として引き出され、２つの転流回路の一方の交流端子は接続リアクトル２を介して接続され、他方の交流端子は短絡されている。最初のサブモジュールは接続ネットワークのアノード側に接続されたサブモジュールであり、最後のサブモジュールは接続ネットワークのカソード側に接続されたサブモジュールである。サブモジュールは、パワーユニットの動作を制御するサブモジュール制御ユニットをさらに含む。
接続ネットワーク１は、少なくともＮ－１個または少なくともＭ－１個のダイオードユニット４を含む。
ダイオードユニット４が同方向に直列に接続され、接続ネットワーク１のカソード端は最後のサブモジュールの直流容量Ｃ１の正極に接続され、すべてのダイオードユニット４のアノード端は対応する転流回路のサブモジュール３の直流容量Ｃ１の正極に１対１に対応するか、または第１電流制限器を介して接続される。ダイオードユニットはダイオードを含み、ダイオードアノードはダイオードユニットのアノード端に向いて、カソードはカソード端に向いている。
オプションとして、転流バルブ高圧運転回路は、少なくとも１つの第１エネルギー取得電源５をさらに含み、第１エネルギー取得電源５は対応する転流回路の最初のサブモジュールの直流容量と並列に接続されている。第１エネルギー取得電源５は、電源ユニットまたは直列に接続されている電源ユニットとダイオードとを含み、電源ユニットは直流電源、または交流電源と整流器を含む。
第１エネルギー取得電源５の出力電圧は固定または調整可能であり、本実施形態では、第１エネルギー取得電源５の出力電圧はサブモジュールパワーユニット半導体装置の耐圧値よりも小さい。例えば、パワー半導体装置の耐圧値が３３００Ｖである場合、第１エネルギー取得電源５は１５００Ｖの出力電圧を採用することができる。
図２０に示すように、１つの転流回路が接続ネットワークを配置する場合、第１エネルギー取得電源の数は１であり、該電源は接続ネットワークを配置する転流回路の最初のサブモジュールの直流容量と並列に接続されている。
図２１に示すように、２つの転流回路が接続ネットワークを配置する場合、第１エネルギー取得電源の数は２であり、該電源はそれぞれ２つの転流回路の最初のサブモジュールの直流容量と並列に接続されている。
本実施形態に係る発明は、低圧出力の第１エネルギー取得電源により多くのサブモジュールの給電問題を解決することができて、低圧出力により全体の転流回路の充電を実現することができ、試験の条件と試験の要求を下げ、現場が高圧大パワー電源を備えていない場合にも適用される。
オプションとして、ダイオードユニット４は、主に充電プロセス中の電流衝撃を制限するための第２電流制限器をさらに含み、図２２ａに示すように、第２電流制限器はダイオードに直列に接続され、第２電流制限器は抵抗および／またはインダクタンスを含む。
オプションとして、図２２ｂに示すように、ダイオードユニットは、ダイオードに直列に接続されている隔離スイッチをさらに含み、隔離スイッチのオンオフはサブモジュールの制御ユニットによって制御される。
図２３は本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の現場試験システムの概略図であり、転流バルブ高圧運転回路の現場試験システムは少なくとも１つの転流バルブ高圧運転回路を含む。
ここで、転流バルブ高圧運転回路の２つの転流回路はバルブタワー型に取り付けられ、エンジニアリングバルブタワー１０と定義されている。
図２３に示すように、エンジニアリングバルブタワーの支持絶縁子間にクロスメンバが構築され、接続リアクトル２がクロスメンバ１１に取り付けられている。クロスメンバはＮ１、Ｎ２、Ｎ３絶縁支持位置に構築することができ、接続リアクトル２は独立して地面に配置することもできる。
図２４に示すように、接続リアクトル２と接地電位との間には絶縁距離ｄ１が保持され、２つのエンジニアリングバルブタワーとの間にはそれぞれ絶縁距離ｄ２とｄ３が保持されている。
接続リアクトル２はブリッジアームリアクトルまたはブリッジアームリアクトルの組み合わせを含み、接続リアクトル２はエンジニアリングバルブタワー１０の間にアクセスする。
実際の工学的応用において、配線方式は図２５に示すように、３相６つのブリッジアームを含み、本実施形態では各ブリッジアームは２つの工学バルブタワー１０を含み、２つの工学バルブタワーの直列接続の一端は交流を接続し、他端は引き出されて、壁貫通スリーブ１２を介してブリッジアームリアクトル２と接続した後に転流バルブの正極と接続する。
いくつかの実施形態によれば、既存の配線方式を変更することもでき、ブリッジアームリアクトルを接続リアクトル２として使用し、１つのブリッジアームを例にして、変更後の配線を図２６に示す。変更後に構成された運転回路は、図２０に示す運転回路である。
図２７は本願の実施形態に係る転流バルブ高圧運転回路の制御方法のフローチャートであり、カスケード充電制御とカスケード運転制御との２つの制御モードを含む。
カスケード充電制御では、第１エネルギー取得電源およびカスケード型エネルギー供給チェーンを用いてすべてのサブモジュールの直流容量を充電し、サブモジュールの制御ユニットは直流容量から電気を取ってから運転する。
カスケード充電制御では、第１エネルギー取得電源の数が１である場合、第１エネルギー取得電源に接続されている転流回路を第１転流回路とし、もう１つの転流回路を第２転流回路とする。第１転流回路はまずシーケンス制御起動論理を実行し、起動が完了した後、直流充電論理を実行し、出力電圧を制御し、第２転流回路のサブモジュールを充電する。第１エネルギー取得電源の数が２である場合、２つの転流回路はそれぞれシーケンス制御起動論理を実行する。
いくつかの実施形態によれば、シーケンス制御起動論理は、図２８に示すように、第１エネルギー取得電源を起動し、最初のサブモジュールの直流容量を充電し、最初のサブモジュール制御ユニットに電源を投入して運転することと、サブモジュールの制御ユニットによりパワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置を導通するように制御し、ゼロ電圧レベル状態を出力し、隣接サブモジュールの直流容量に導通回路を確立し、隣接サブモジュールの直流容量を充電し、サブモジュール制御ユニットに電源を投入することと、すべてのサブモジュールの直流容量充電が順次完了し、サブモジュール制御ユニットを帯電させることと、を含む。
いくつかの実施形態によれば、直流充電論理は、図２９に示すように、第１エネルギー取得電源に接続されている転流回路の出力電圧を調整し、電圧をゼロから徐々に上昇させ、第２転流回路サブモジュール制御ユニットに電源を投入するまで、第２転流回路サブモジュールの直流容量を充電することと、第２転流回路サブモジュールの直流容量電圧が所定値に達するように、第２転流回路において、充電回路に投入されるサブモジュールの数を制御することと、を含む。
カスケード運転制御では、カスケード充電制御が完了した後、２つの転流回路は電圧と電流を制御し、転流回路のサブモジュール電圧と電流の応力を再現し、第１エネルギー取得電源はこの過程で２つの転流回路のために損失したエネルギーを継続的に補充する。
いくつかの実施形態によれば、カスケード運転制御は、図３０に示すように、いずれかの転流回路サブモジュールパワーユニットがロック解除して起動し、交流電圧目標値を出力することと、交流電圧が安定すると、別の転流回路サブモジュールパワーユニットがロック解除して起動し、接続リアクトルに流れる電流を目標値に制御することと、システムが安定したら、電流を検測し、転流回路の電圧、電流を制御し、所定値と比較して、試験の要求を満たすかどうかを判断することと、を含む。
ここで、制御方法を現場試験システムに適用する場合、交流電圧目標値の設定は、接続リアクトルの絶縁レベルおよびｄ１、ｄ２、ｄ３に応じて調整される。
オプションとして、制御方法は、バイパススイッチが正常に動作するかどうかを試験するための、カスケード運転制御バイパス検測および運転終了後のバイパス検測を行うバイパススイッチ検測制御をさらに含む。
いくつかの実施形態によれば、運転終了後のバイパス検測は、図３１に示すように、カスケード運転制御を終了することと、第１エネルギー取得電源出力を停止することと、２つの転流回路のサブモジュールを順次バイパスすることと、バイパススイッチが正確に動作しているかどうかを検査することとを含む。
いくつかの実施形態によれば、カスケード運転制御バイパス検測は、図３２に示すように、カスケード運転制御に入ることと、安定した後、２つの転流回路中のサブモジュールのバイパススイッチの連続バイパス動作を制御することと、動作後の運転状態が正常であることを検出する場合、カスケード運転制御時の交流電圧目標値を下げ、そうでなければ運転終了後バイパス検測を実行することとを含む。
本実施形態に係る制御方法は、起動充電、カスケード運転制御およびバイパス検測を含み、制御方法は転流バルブ試験の重要な項目をカバーし、本願を出願する前に転流バルブの現場試験の時にサブモジュールの関連試験を完成することしかできず、本願が提供した方法は転流回路試験を実現し、転流バルブの工学的応用に信頼性の保障を提供した。
図３３は本願の実施形態に係るフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの概略図である。
本実施形態はフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムを提供し、フレキシブル直流転流ステーションはフレキシブル直流転流バルブと、バルブコントローラとを含む。図３３に示すように、フレキシブル直流転流バルブは、３つの並列接続されている相ブリッジアームＡ相、Ｂ相、Ｃ相を含む。相ブリッジアームＡ相、Ｂ相、Ｃ相は上ブリッジアームと下ブリッジアームが直列に接続され、上ブリッジアームの正端は直流正極に電気的に接続され、上ブリッジアームの負端は下ブリッジアームの正端に電気的に接続され、下ブリッジアームの負端は直流負極に電気的に接続される。
いくつかの実施形態によれば、低圧加圧システムの低電圧は３００Ｖ－１５００Ｖである。
図３３に示すように、Ａ相を例にすると、上ブリッジアームと下ブリッジアームは構造が似ているため、下ブリッジアームの具体的な構造は示されていない。上ブリッジアームは、Ｎ個のサブモジュール１とブリッジリアクトル２とを含み、Ｎは２以上の整数である。サブモジュール１は、２つのパワー半導体装置と１つの容量とを含み、第１パワー半導体装置と第２パワー半導体装置は、同方向に直列に接続された後に容量と並列に接続されている。直流正極はブリッジアームリアクトル２に電気的に接続され、ブリッジアームリアクトル２の他端はサブモジュール１の２つのパワー半導体装置の直列中点に電気的に接続され、第２パワー半導体装置の他端は次のサブモジュールの２つのパワー半導体装置の直列中点に接続され、サブモジュールは順次直列に接続され、第Ｎサブモジュールの第２パワー半導体装置の一端は下ブリッジアームのサブモジュールの２つのパワー半導体装置の直列中点に接続され、下ブリッジアームの第Ｎサブモジュールの第２パワー半導体装置の一端はブリッジアームリアクトルに電気的に接続された後に直流負極に電気的に接続される。
例示的な実施形態によれば、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の回路構成は同様である。
いくつかの実施形態によれば、サブモジュール１は、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、３電力レベル回路、またはそれらの組み合わせであってもよく、サブモジュール１は、サブモジュールの運転を制御することができるサブモジュールコントローラをさらに含む。
例示的な実施形態によれば、バルブコントローラがサブモジュールコントローラと通信し、フレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの運転を制御する。
図３３に示すように、低圧加圧システム３は、第１エネルギー取得電源４と接続ネットワーク５とを含む。第１エネルギー取得電源４の正極が接続ネットワーク５の正極に電気的に接続されている。
いくつかの実施形態によれば、接続ネットワーク５は、少なくともＮ－１または２Ｎ－１個のダイオードユニットを含む。
図３３に示すように、本実施形態では、接続ネットワーク５は、上ブリッジアームのＡ相に接続され、Ｎ－１個のダイオードユニットを含む。
いくつかの実施形態によれば、接続ネットワーク５は、相ブリッジアームに接続されるとき、２Ｎー１個のダイオードユニットを含む。
いくつかの実施形態によれば、ダイオードユニットはダイオードを含み、またはダイオードが電流制限ユニット６に直列に接続されている。
図３３に示すように、本実施形態では、ダイオードユニットとサブモジュールとを接続する際に、電流制限ユニットを介して接続している。
例示的な実施形態によれば、ダイオードユニットが同方向に直列に接続され、ダイオードアノード端はダイオードユニットのアノード端と定義され、ダイオードカソード端はカソード端と定義される。
いくつかの実施形態によれば、すべてのダイオードユニットのアノード端および最後のダイオードユニットのカソード端は、サブモジュールの数と同じ引出点を構成し、サブモジュール直流容量のアノードに１対１に対応して接続されるか、または電流制限ユニット６を介して１対１に対応して接続される。
図３３に示すように、本実施形態では、すべてのダイオードユニットのアノード端および最後のダイオードユニットのカソード端はサブモジュール数と同じ引出点を構成し、サブモジュール直流容量の正極と電流制限ユニット６を介して１対１に対応して接続されている。
いくつかの実施形態によれば、電流制限ユニット６は抵抗および／またはインダクタンスからなるものである。
例示的な実施形態によれば、フレキシブル直流転流バルブの直流正極と負極の対地電圧の絶対値が等しいかまたは近い場合、第１エネルギー取得電源４はいずれの上ブリッジアームの負側のサブモジュール直流容量と並列に接続され、接続ネットワークはこのブリッジアームの他のサブモジュールの直流容量の正極に順次接続されている。
図３４に示すように、フレキシブル直流転流バルブの直流負極が接地されると、第１エネルギー取得電源４はいずれの下ブリッジアームまたは相ブリッジアームの負端のサブモジュール直流容量と並列に接続され、接続ネットワークはこのブリッジアームの他のサブモジュールの直流容量正極に順次接続されている。
図３５に示すように、フレキシブル直流転流バルブの直流正極が接地されるとき、第１エネルギー取得電源４は隔離モジュール７を介していずれの上ブリッジアーム、下ブリッジアーム、または相ブリッジアームの負端のサブモジュール直流容量と並列に接続され、接続ネットワークはこのブリッジアームの他のサブモジュールの直流容量正極に順次接続されている。いくつかの実施形態によれば、隔離モジュール７は隔離トランスである。
図３６に示すように、フレキシブル直流転流バルブが接地されない、あるいは、接地スイッチを介して接地されかつ接地スイッチ８が遮断される場合、第１エネルギー取得電源４はいずれの上ブリッジアーム、下ブリッジアーム、または相ブリッジアームの負側のサブモジュール直流容量と並列に接続され、接続ネットワークはこのブリッジアームの他のサブモジュールの直流容量正極に順次接続されている。
図３７ａに示すように、第１エネルギー取得電源は、負極が接地されている直流電源である。
図３７ｂに示すように、第１エネルギー取得電源はダイオード９と直流電源とを含み、ダイオード９のアノードは直流電源の正極に接続されている。
図３７ｃに示すように、第１エネルギー取得電源は直列第１高圧スイッチ１０を介して出力し、第１高圧スイッチ１０の絶縁電圧レベルがフレキシブル直流転流バルブ交流側電圧以上である。
図３８は例示的な実施形態に係る第１エネルギー取得電源の充電制御方法のフローチャートを示す。
Ｓ６０１では、第１エネルギー取得電源が起動し、充電ブリッジアームにおいて第１エネルギー取得電源に接続されているサブモジュール直流容量を充電し、このサブモジュールコントローラに電源を投入して運行する。
例示的な実施形態によれば、第１エネルギー取得電源によるＡ相ブリッジアームへの充電を例にして、第１エネルギー取得電源が起動し、Ａ相のブリッジアームの第Ｎサブモジュールの直流容量を充電し、Ａ相の上ブリッジアームの第Ｎサブモジュールコントローラに電源を投入し、第Ｎサブモジュールの第２パワー半導体を導通するように制御する。
Ｓ６０３では、前記サブモジュールがゼロ電圧レベルを出力するように制御し、隣接サブモジュールの直流容量に充電回路を確立し、隣接サブモジュール直流容量電圧が起動値Ｖｃ１に達する。
例示的な実施形態によれば、Ａ相の上ブリッジアームのサブモジュールコントローラは、前記サブモジュールがゼロ電圧レベルを出力するように制御し、隣接サブモジュールの直流容量に充電回路を確立し、すなわち、Ａ相の上ブリッジアームの第Ｎサブモジュールの第２パワー半導体装置を導通させ、Ａ相の上ブリッジアームの第Ｎ－１サブモジュールの直流容量電圧を起動値Ｖｃ１に達するようにして、第Ｎ－１サブモジュールコントローラに電源を投入させ、第Ｎ－１サブモジュールの第２パワー半導体装置を導通するように制御する。
Ｓ６０５では、すべてのサブモジュールの直流容量の充電を順次完了し、この充電ブリッジアームのサブモジュールコントローラがすべて帯電する。
例示的な実施形態によれば、Ａ相の上ブリッジアームはすべてのサブモジュールの直流容量の充電を順次完了し、Ａ相の上ブリッジアームのサブモジュールの直流容量電圧が起動値Ｖｃ１に達し、この充電ブリッジアームのサブモジュールコントローラがすべて帯電する。
図３９は本願の実施形態に係るブリッジアーム能動電圧分担制御方法のフローチャートである。
Ｓ７０１では、充電ブリッジアームが上ブリッジアームまたは下ブリッジアームである場合、同相の別のブリッジアームは充電同相ブリッジアームとして記載され、例えば、充電ブリッジアームが相ブリッジアームであれば、充電同相ブリッジアームは短絡と等価である。
例示的な実施形態によれば、第１エネルギー取得電源によるＡ相の上ブリッジアームの充電を例にすると、Ａ相の下ブリッジアームは充電同相ブリッジアームとして記載される。
Ｓ７０２では、充電ブリッジアームサブモジュールを循環バイパス電圧分担充電し、そのサブモジュール直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するようにして、バルブコントローラは充電ブリッジアームを制御して第１制御電圧源を出力する。
例示的な実施形態によれば、Ａ相の上ブリッジアームの直流容量電圧がＶｃ１に達した後、Ａ相の上ブリッジアームのサブモジュールの第２パワー半導体装置が交互に導通するように制御し、そのサブモジュール直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するようにして、Ａ相の上ブリッジアームの直流容量は第１制御電圧源に電圧を出力する。
Ｓ７０３では、第１制御電圧源は充電同相ブリッジアームに直列に接続され、他の２相のブリッジアームサブモジュールの直流容量を充電する。
例示的な実施形態によれば、Ａ相の上ブリッジアームと下ブリッジアームが直列に接続された後、Ｂ相、Ｃ相の上・下ブリッジアームのサブモジュールの直流容量電圧が起動値Ｖｃ１に達するように、Ｂ相、Ｃ相の上・下ブリッジアームのサブモジュールの直流容量を充電する。
Ｓ７０４では、他の２相ブリッジアームサブモジュールは、サブモジュール直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するように、それぞれまたは同時に循環バイパス電圧分担充電を行う。
例示的な実施形態によれば、Ｂ相、Ｃ相の上・下ブリッジアームの直流容量電圧がＶｃ１に達した後、Ｂ相、Ｃ相の上・下ブリッジアームのサブモジュールの第２パワー半導体装置が交互に導通するように制御して、そのサブモジュール直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するようにする。
Ｓ７０５では、充電ブリッジアームが相ブリッジアームであるかどうかを判断する。
充電ブリッジアームが相ブリッジアームであれば、ステップが終了し、充電ブリッジアームが相ブリッジアームでない場合は、次のステップに進む。
Ｓ７０６では、充電ブリッジアームとは異なるいずれの相の上・下ブリッジアームがそれぞれ第２制御電圧源および第３制御電圧源を出力する。
例示的な実施形態によれば、バルブコントローラは、充電ブリッジアームとは異なるいずれの相の上・下ブリッジアームを制御して、それぞれ第２制御電圧源および第３制御電圧源を出力する。すなわち、Ｂ相とＣ相の上・下ブリッジアームは、それぞれ第２制御電圧源および第３制御電圧源を出力する。
Ｓ７０７では、充電同相ブリッジアームを充電する。
例示的な実施形態によれば、第１制御電圧源、第２制御電圧源、および第３制御電圧源は、充電同相ブリッジアームとループを構成し、充電同相ブリッジアームを充電する。すなわち、Ａ相の上ブリッジアーム、Ａ相の下ブリッジアームのサブモジュールの直流容量電圧がＶｃ１に達するように、Ｂ相とＣ相の上・下ブリッジアームがＡ相の下ブリッジアームを充電する。
Ｓ７０８では、充電同相ブリッジアームサブモジュールを循環バイパス電圧分担充電し、そのサブモジュール直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するようにする。
例示的な実施形態によれば、Ａ相の下ブリッジアームの直流容量電圧がＶｃ１に達した後、Ａ相の下ブリッジアームのサブモジュールの第２パワー半導体装置が交互に導通するように制御し、そのサブモジュールの直流容量電圧が定格値Ｖｃ２に達するようにする。
Ｓ７０９では、終了する。
例示的な実施形態によれば、ブリッジアーム能動電圧分担制御が完了し、プロセスが終了する。
図４０は本願の実施形態に係る分相直流加圧制御方法のフローチャートである。
Ｓ８０１では、ブリッジアーム能動電圧分担制御ステップを完了する。
ブリッジアーム能動電圧分担制御ステップを図７に示す。
Ｓ８０３では、いずれの相または多相ブリッジアーム出力制御電圧源を調整し、相ブリッジアーム全体に直流電圧２Ｕｄｃを出力させる。
例示的な実施形態によれば、第１制御電圧源、第２制御電圧源および第３制御電圧源はいずれも直流電圧を出力し、相ブリッジアーム全体に直流電圧２Ｕｄｃを出力させることができる。
例示的な実施形態によれば、直流電圧Ｕｄｃの大きさを調整することができ、上または／および下ブリッジアームにおける出力電圧Ｖｃ２のサブモジュール数を調整する方法、あるいは、上または／および下ブリッジアームにおける各サブモジュールの直流容量定格電圧値Ｖｃ２を調整する方法の２つの方法を含む。
ただし、Ｕｄｃ＝Ｖｃ２＊Ｐであり、Ｐは上または下ブリッジアームにおける出力電圧Ｖｃ２のサブモジュール数である。Ｐは最後にＮ／２に安定する。
例示的な実施形態によれば、前記制御電圧源が直流電圧を出力する上昇速度を調整することができ、放電電流が所定値未満であるように制御する。この状態では、制御電圧源は直流母線上の他のブリッジアームを充電し、自身のサブモジュールにおける直流電源は放電状態にあるため、直流電圧を出力する上記速度を調整するのが早すぎると、放電電流が大きすぎるため、合理的な上昇速度を選択する必要があり、放電電流が所定値未満であるように制御する。
例示的な実施形態によれば、実際の動作状況をシミュレーションし、第２制御電圧源、第３制御電圧源はそれぞれ合成電圧Ｕａｃ１とＵａｃ２であり、合成電圧は交流電圧Ｕａｃと直流電圧Ｕｄｃによって重畳され、ここで、Ｕａｃ１＝Ｕｄｃ＋Ｕａｃ、Ｕａｃ２＝Ｕｄｃ－Ｕａｃ、Ｕａｃ１＋Ｕａｃ２＝２Ｕｄｃである。
例示的な実施形態によれば、分相直流加圧制御方法は、異なる相を投入するか、または異なるサブモジュールを切り替えて投入することにより、出力された電圧と波形を観測し、サブモジュールが正常に動作しているかどうかを判断する。
図４１は本願の実施形態に係るフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧制御方法のフローチャートである。
Ｓ９１０では、ブリッジアーム能動電圧分担ステップを完了する。
例示的な実施形態によれば、図７に示すように、ブリッジアーム能動電圧分担ステップが完了し、第１エネルギー取得電源に第１高圧スイッチ１０があれば、第１高圧スイッチ１０を遮断する。
Ｓ９３０では、フレキシブル直流転流バルブをロック解除し、直流正負極は直流電圧を呈し、三相ブリッジアームの中点は三相交流電圧を呈している。
Ｓ９５０では、サブモジュール容量電圧が閾値まで低下した後、フレキシブル直流転流バルブを閉鎖して、試験を停止する。
例示的な実施形態によれば、サブモジュールの運転中に電力を消費し、サブモジュールの容量電圧を一定の閾値まで低下させると、フレキシブル直流転流バルブを閉鎖して、試験を停止する。
例示的な実施形態によれば、本願はアクセシビリティの有益な効果のうちの１つまたは複数をさらに有する。
１、加圧中に直流、交流付属設備に対して耐圧試験とサンプリング較正を行う。
２、加圧のプロセス中に絶縁破壊故障が発生する場合、ブリッジアームの急速過電流保護および／またはパワー半導体装置の短絡保護を用いて設備の安全を保障する。ブリッジアームの急速過電流保護はバルブコントローラによりブリッジアーム電流を検測し、電流が動作閾値を超えた場合、フレキシブル直流転流バルブを閉鎖し、試験を停止し、パワー半導体装置の短絡保護は、サブモジュールコントローラによりパワーデバイスの短絡故障が発生したことを検出した後、直ちにバイパスサブモジュールを閉鎖し、バルブコントローラに故障を報告し、同時に故障が発生したサブモジュールが一定数を超えた場合、フレキシブル直流転流バルブを閉鎖し、試験を停止する。
本願は特定の例を形成し使用する方法を説明しているが、本願はこれらの例の詳細に限定されないことを明確に理解すべきである。逆に、これらの原理は、本開示の教示に基づいて、多くの他の実施形態に適用することができる。
なお、上述の図面は、限定目的ではなく、本願の例示的な実施形態による方法に含まれる処理の概略的な説明にすぎない。上述の図面に示された処理は、これらの処理の時系列を示したり制限したりするものではないことは理解されやすい。また、これらの処理は、例えば複数のモジュールにおいて同期または非同期に実行されてもよいことも理解されやすい。
以上、本願の例示的な実施形態を具体的に示し、説明した。本願は、本明細書に記載された詳細な構造、設定方法、または実装方法に限定されないことを理解されるべきである。対照的に、本願は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲に含まれる様々な修正および等価な設定を包含することを意図されている。

Claims (16)

  1. モジュール化バッチエネルギー取得転流回路であって、バッチエネルギー取得ユニットと、Ｎ個のサブモジュールと、を含み、Ｎ個の前記サブモジュールの交流端子は直列に接続され、Ｎは２以上の整数であり、
    前記サブモジュールは、
    パワー半導体装置を含み、交流端子を引き出して前記サブモジュールの交流端子とするパワーユニットと、
    前記パワーユニットと並列に接続されている容量ユニットと、を含み、
    前記バッチエネルギー取得ユニットは、
    負極が前記Ｎ個のサブモジュールの最初のサブモジュールの容量ユニットの負極に接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている第１エネルギー取得電源と、
    入力端子が前記第１エネルギー取得電源の正極に直接接続され、または電流制限ユニットを介して接続され、Ｎ個の出力端子が前記容量ユニットの正極にそれぞれ接続され、または電流制限ユニットを介して接続されている接続ネットワークと、を含むことを特徴とするモジュール化バッチエネルギー取得転流回路。
  2. 前記転流回路におけるサブモジュールパワーユニットはすべてハーフブリッジ回路であり、またはすべてフルブリッジ回路であり、またはフルブリッジ回路とハーフブリッジ回路との混合配置であり、
    ハーフブリッジ回路は、上部管と下部管とを含み、前記上部管が下部管と直列に接続された後に前記容量ユニットと並列に接続され、前記上部管または下部管のコレクタおよびエミッタが引き出されてサブモジュールの交流端子とされ、
    フルブリッジ回路は、２つの上部管と２つの下部管とを含み、上部管が下部管と直列に接続されたブリッジアームを構成した後に前記容量ユニットと並列に接続され、ブリッジアームの中点が引き出されてサブモジュールの交流出力端子とされ、
    前記上部管と下部管は、完全制御型パワー半導体装置または前記装置の並列接続であることを特徴とする請求項１に記載の転流回路。
  3. 前記接続ネットワークは、並列接続ネットワークまたは直列接続ネットワークを含み、
    前記並列接続ネットワークは、Ｎ個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ個のダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子として接続され、前記Ｎ個のダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークのＮ個の出力端子とされ、
    前記直列接続ネットワークは、
    Ｎ個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子とされて、第Ｎダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端子とされる方式１と、
    Ｎ－１個のダイオードユニットを含み、前記Ｎ－１個のダイオードユニットが同方向に直列に接続され、第１ダイオードユニットのアノードが前記接続ネットワークの入力端子とされて、第１ダイオードのアノードと第Ｎ－１ダイオードユニットのカソードが順次引き出されて前記接続ネットワークの出力端子とされる方式２と、を含み、
    前記ダイオードユニットは、ダイオードまたは直列に接続されているダイオードと抵抗または／およびインダクタンスを含むことを特徴とする請求項１に記載の転流回路。
  4. 前記サブモジュールの交流端子と並列に接続されているバイパススイッチと、
    前記転流回路と並列に接続され、直列に接続されている放電スイッチと放電抵抗および／またはインダクタンスおよび／またはインダクタンス容量からなる共振回路を含む放電分岐路と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の転流回路。
  5. 前記最初のサブモジュールは転流回路の中で最も電位の低いサブモジュールであることを特徴とする請求項１に記載の転流回路。
  6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の電流回路に基づく制御方法であって、
    前記第１エネルギー取得電源が起動し、前記放電スイッチを閉じ、前記接続ネットワークおよび前記放電抵抗により前記サブモジュールの前記容量ユニットを充電するバッチサブモジュール機能予備試験と、
    前記第１エネルギー取得電源が起動し、サブモジュール制御ユニットは前記サブモジュールがゼロ電圧レベル状態を逐次出力するように制御し、前記サブモジュールの前記容量ユニットを逐一充電し、サブモジュール機能試験を展開するバッチサブモジュール逐次加圧試験と、
    前記バッチサブモジュール機能予備試験または前記バッチサブモジュール逐次加圧試験が完了した後、前記第１エネルギー取得電源を開き、前記放電スイッチを閉じ、前記サブモジュール制御ユニットにより前記パワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置を逐次オンにし、前記サブモジュールの前記容量ユニットが逐一放電するバッチサブモジュール急速放電試験と、
    前記バッチサブモジュール急速放電試験が完了した後、前記サブモジュールの前記容量ユニットが定値まで放電され、前記サブモジュールの前記バイパススイッチを自動的に閉じるバッチサブモジュール放電バイパス試験との１つまたは複数のステップの組合せを含むことを特徴とする転流回路の制御方法。
  7. 前記バッチサブモジュール逐次加圧試験は、
    前記第１エネルギー取得電源を起動し、接続されているサブモジュールの前記容量ユニットを充電することと、
    充電が閾値に達した後、前記サブモジュール制御ユニットに給電することと、
    前記サブモジュール制御ユニットにより前記パワーユニットにおける対応する位置のパワー半導体装置をパワーユニットのゼロ電圧レベル状態に導通するように制御し、隣接サブモジュールの容量ユニットのために導通回路を確立することと、
    前記第１エネルギー取得電源／前段サブモジュールの容量ユニットは隣接サブモジュールの容量ユニットを充電し、隣接サブモジュールのサブモジュール制御ユニットを帯電させることと、
    すべてのサブモジュールの容量ユニットの充電が順次完了し、Ｎ個のサブモジュール制御ユニットが帯電されることと、を含むことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
  8. ハーフブリッジ回路では、前記パワー半導体装置の下部管が導通することを前記ゼロ電圧レベル状態と定義し、
    フルブリッジ回路では、前記パワー半導体装置の２つの上部管が同時に導通することまたは前記パワー半導体装置の２つの下部管が同時に導通することを前記ゼロ電圧レベル状態と定義することを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
  9. 高圧運転回路であって、
    請求項１～３のいずれか１項に記載のモジュール化バッチエネルギー取得転流回路と第２転流回路とを含み、
    前記第２転流回路は、Ｍ個のサブモジュールを含み、Ｍ個の前記サブモジュールの交流端子が直列に接続され、Ｍは２以上の整数であり、または請求項１～３のいずれか１項に記載のバッチエネルギー取得転流回路を含み、
    前記第２転流回路の最初のサブモジュールおよび最後のサブモジュールの交流端子が引き出されて前記第２転流回路の交流端子とされ、
    前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路の一方の交流端子が接続リアクトルを介して接続され、他方の交流端子が短絡されていることを特徴とする高圧運転回路。
  10. 請求項９に記載の高圧運転回路に基づく制御方法であって、
    前記第１エネルギー取得電源および接続ネットワークを用いてすべてのサブモジュールの容量ユニットを充電し、サブモジュール制御ユニットが前記容量ユニットから電気を取って運転するカスケード充電制御と、
    前記カスケード充電制御が完了した後、前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路が電圧と電流を制御し、前記第１エネルギー取得電源が前記バッチエネルギー取得転流回路と前記第２転流回路に損失エネルギーを補充するカスケード運転制御と、を含むことを特徴とする制御方法。
  11. フレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムであって、前記フレキシブル直流転流ステーションはフレキシブル直流転流バルブと、バルブコントローラとを含み、
    前記フレキシブル直流転流バルブは３つの並列の相ブリッジアームを含み、前記相ブリッジアームは上ブリッジアームと下ブリッジアームの直列接続であり、前記上ブリッジアームの正端が直流正極に接続され、前記上ブリッジアームの負端が前記下ブリッジアームの正端に接続され、前記下ブリッジアームの負端が直流負極に接続され、
    前記フレキシブル直流転流バルブの接地方式により、対応する上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームは、請求項１～５のいずれか１項に記載のバッチエネルギー取得転流回路として配置され、他のブリッジアームは、サブモジュール直列の転流回路として配置され、
    前記バルブコントローラは、サブモジュールの動作を制御するサブモジュール制御ユニットと通信することを特徴とするフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システム。
  12. 配置方式と前記接地方式との対応関係は、
    前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流負極は接地され、少なくとも１つの下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、
    前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流正極は接地され、前記第１エネルギー取得電源は隔離モジュールを介して前記容量ユニットから隔離され、上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、
    前記フレキシブル直流転流バルブの前記直流正極と前記直流負極の対地電圧の絶対値が等しいか近い場合、上ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、
    前記フレキシブル直流転流バルブは接地されなく、または接地スイッチを介して接地されかつ接地スイッチが遮断し、上ブリッジアームまたは下ブリッジアームまたは相ブリッジアームはバッチエネルギー取得転流回路として配置されていることと、のいずれかを含むことを特徴とする請求項１１に記載のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システム。
  13. 請求項１１～１２のいずれか１項に記載のフレキシブル直流転流ステーション低圧加圧システムの制御方法であって、
    前記第１エネルギー取得電源は、バッチエネルギー取得転流回路として配置されている前記サブモジュールの前記直流容量を充電し、前記バッチエネルギー取得転流回路が充電ブリッジアームと定義されることと、
    前記充電ブリッジアームの充電が完了した後、前記充電ブリッジアームが起動運転し、制御可能な電圧を出力して前記フレキシブル直流転流バルブの他のブリッジアームを充電することと、
    前記他のブリッジアームの充電が完了した後、いずれの相の前記上ブリッジアーム、前記下ブリッジアームが電圧源として制御され、前記直流正極と前記直流負極に直流電圧を等価に印加し、前記過程が加圧過程と定義されることと、を含むことを特徴とする制御方法。
  14. 前記第１エネルギー取得電源と直列に接続されている第１高圧スイッチをさらに含み、三相ブリッジアームの充電が完了した後、前記第１高圧スイッチを遮断し、前記三相ブリッジアームをロック解除し、前記直流正極、前記直流負極は直流電圧を呈し、前記三相ブリッジアームの中点は三相交流電圧を呈していることを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
  15. 加圧プロセス中に直流、交流設備または交・直流線路に対して耐圧試験および／またはサンプリング較正を行うことと、
    加圧プロセス中に絶縁破壊故障が発生した場合、ブリッジアームの急速過電流保護および／またはパワー半導体装置の短絡保護を用いて設備の安全を保障することと、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
  16. 転流バルブの現場試験方法であって、前記転流バルブは６つのブリッジアームとバルブ制御ユニットとを含み、前記ブリッジアームは請求項１～５のいずれか１項に記載の転流回路を含み、前記転流回路はＮ個のサブモジュールを含み、前記サブモジュールが前記バルブ制御ユニットと光ファイバで接続され、前記現場試験方法は、
    前記接続ネットワークのＮ個の出力端子がＮ個のサブモジュールの前記容量ユニットの正極に接続されていることと、
    前記第１エネルギー取得電源が起動することと、
    前記バルブ制御ユニットは、通信が確立された前記サブモジュールと物理的位置が一致しているかどうかを識別することと、
    バッチエネルギーを取得し、前記サブモジュールが機能試験を行い、または前記バルブ制御ユニットはプログラムを更新することと、を含むことを特徴とする転流バルブの現場試験方法。
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