JP6529676B2 - モジュラーマルチレベルコンバータの能動的放電 - Google Patents
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Description
1.全てのサブモジュールに電圧を印加する必要がある。(サブモジュールのエネルギー貯蔵装置の電圧が特定の電圧レベル未満である場合、電源のスイッチがオフになり、これ以上サブモジュールへ供給することができない。)幾つかのセルに電圧が印加されない場合、配電網ブレーカを閉鎖する前にそれらが充電回路で充電される必要がある。
2.位相レグ内のサブモジュール電圧が所定範囲を超えて逸脱している場合、半導体(例:IGCT)の安全動作領域を離れることなく配電網ブレーカを再び閉鎖することは不可能である。充電プロセス中の過電圧のために、サブモジュールが迂回されることになる。迂回により最終的に、コンバータが配電網から接続解除されることになる。
・パルスブロックの状態とは、(サブモジュール内に流入あるいはサブモジュールから流出している)符号とは無関係の電流でサブモジュールが充電されることを意味する(この状態は本発明においては使用されない)。
・ゼロの状態とは、サブモジュールのDC電圧が、サブモジュールを制御するためにエネルギーが費やされるためコンデンサがゆっくり放電することによる以外には変化しないことを意味する。この状態は、従来の方法によるゆっくりとした放電に使用される。
・電流がサブモジュール内に流入しているプラスの状態とは、サブモジュールのDC電圧が上昇していることを意味する。
・電流がサブモジュールから流出しているプラスの状態とは、サブモジュールのDC電圧が低下していることを意味する。
・電流がサブモジュール内に流入しているマイナスの状態とは、サブモジュールのDC電圧が低下していることを意味する。
・電流がサブモジュールから流出しているマイナスの状態とは、サブモジュールのDC電圧が上昇していることを意味する。
本書に開示される各サブモジュールの電圧を平衡化する方法を用いることによって、ブレーカは、例えば周囲のシステムにおける障害のために開放された後に、短時間で(例えば、ほとんどすぐに)閉鎖されうる。ブレーカを再閉鎖するための基準は、全てのサブモジュールの電圧が、電圧基準から事前に定義された特定の偏差を超えて広がっていないことでありうる。第2の条件は、全てのサブモジュールの電源がまだ動いていることでありうる。
ブレーカの開放によって、MMCが配電網から接続解除されるS1。
はいの場合:エネルギー貯蔵装置4の測定された電圧の合計が配電網の電圧よりも高い場合、ブレーカは再び直接閉鎖され、コンバータが再接続されうるS3。
サブモジュール電圧が測定され、同じ位相レグ2内の他のサブモジュールの電圧と比較される。
いいえの場合:1つの位相のサブモジュール間の偏差が大きすぎる場合、能動的放電が開始される。
はいの場合:全てのサブモジュールの電圧が安全な範囲内にある場合、能動的放電は必要なく、コンバータは再充電される準備ができている47。
はいの場合:全てのサブモジュール3が電圧印加され、アクティブである場合、円電流で放電させることが可能である。
いいえの場合:全てのサブモジュール3がアクティブではない場合、電力損失による従来の放電によって放電が行われる。
放電は、本開示に従って円電流を流して高い損失を出すことによって行われる。これは、サブモジュール3が、エネルギー貯蔵装置4の電圧が低すぎるために、あるいは、位相レグ2内の各サブモジュールの電圧偏差が事前に定義された範囲内にあるために、これ以上電圧を印加することができなくなるまで行われる。
放電は、エネルギー貯蔵装置4の測定された電圧が事前に定義された範囲内になるまで、続けられる。
その後、放電は、サブモジュールを放電しすぎないように即座に停止される。全てのサブモジュールはこの時点で、おおよそ同じ電圧まで放電され、平衡化されている。
円電流による放電が可能でない場合、エネルギー貯蔵装置4は電力損失により放電される48。その後、測定されたサブモジュールの電圧が事前に定義された範囲内にあるか否かが確認される。
はいの場合:充電47が許可される。
いいえの場合:従来の放電48が続けられる。
抵抗による再充電が行われる。
配電網ブレーカが閉鎖され、コンバータが配電網に再接続される。
Claims (7)
- デルタ構成で接続された複数の位相レグ(2)を備えるモジュラーマルチレベルコンバータ(MMC)(1)を放電させる方法であって、各レグは複数の直列接続されたサブモジュール(3)を備え、各サブモジュールはエネルギー貯蔵装置(4)を備え、前記方法は、
配電網から前記MMC(1)を接続解除すること(S1)と、
循環電流によって前記エネルギー貯蔵装置(4)を放電させること(S2)と、
前記MMC(1)を前記配電網に再接続すること(S3)とを含み、
前記放電させることは、各位相レグ(2)に対し、
電圧基準を設定すること(S2a)と、
ソートアルゴリズムを用いてゼロ状態にあるサブモジュール(3)を連続的に選択することであって、これにより前記位相レグ内の各サブモジュールの前記エネルギー貯蔵装置(4)の設定された電圧基準からの電圧偏差が事前に定義された範囲内になるまで、選択されたサブモジュールの各サブモジュールをプラス状態又はマイナス状態に切り替える、連続的に選択すること(S2b)と
を含み、
前記ゼロ状態とは、前記サブモジュールのDC電圧が、前記サブモジュール(3)を制御するためにエネルギーが費やされるため前記エネルギー貯蔵装置(4)がゆっくり放電することによる以外には変化しない状態であり、
前記プラス状態とは、電流が前記サブモジュール内に流入している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が上昇している状態であり、電流が前記サブモジュールから流出している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が低下している状態であり、
前記マイナス状態とは、電流が前記サブモジュール内に流入している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が低下している状態であり、電流が前記サブモジュールから流出している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が上昇している状態である、
方法。 - 前記電圧基準は予め定められた周波数を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記電圧基準は正弦波である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記電圧基準は、前記位相レグ(2)に対して開ループ制御において使用される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記放電させること(S2)は前記位相レグ(2)間で電力を交換することを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- モジュラーマルチレベルコンバータ(MMC)(1)であって、
デルタ構成で接続された複数の位相レグ(2)であって、各レグは複数の直列接続されたサブモジュール(3)を備え、各サブモジュールはエネルギー貯蔵装置(4)を備える、複数の位相レグ(2)と、
閉鎖位置において前記MMCを配電網に接続し、開放位置において前記MMCを前記配電網から接続解除するためのブレーカと、
前記ブレーカが前記開放位置にあるときに、各位相レグ(2)に対し、
電圧基準を設定し、
ソートアルゴリズムを用いてゼロ状態にあるサブモジュール(3)を連続的に選択して、前記位相レグ内の各サブモジュールの前記エネルギー貯蔵装置(4)の設定された電圧基準からの電圧偏差が事前に定義された範囲内になるまで、選択されたサブモジュールの各サブモジュールをプラス状態又はマイナス状態に切り替えるように構成された制御装置と
を備え、
前記ゼロ状態とは、前記サブモジュールのDC電圧が、前記サブモジュール(3)を制御するためにエネルギーが費やされるため前記エネルギー貯蔵装置(4)がゆっくり放電することによる以外には変化しない状態であり、
前記プラス状態とは、電流が前記サブモジュール内に流入している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が上昇している状態であり、電流が前記サブモジュールから流出している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が低下している状態であり、
前記マイナス状態とは、電流が前記サブモジュール内に流入している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が低下している状態であり、電流が前記サブモジュールから流出している場合には、前記サブモジュールのDC電圧が上昇している状態である、
MMC。 - 前記MMCはSTATCOM又はレールインタータイ(rail intertie)である、請求項6に記載のMMC。
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