KR101377319B1 - 전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법 - Google Patents

전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101377319B1
KR101377319B1 KR1020127027524A KR20127027524A KR101377319B1 KR 101377319 B1 KR101377319 B1 KR 101377319B1 KR 1020127027524 A KR1020127027524 A KR 1020127027524A KR 20127027524 A KR20127027524 A KR 20127027524A KR 101377319 B1 KR101377319 B1 KR 101377319B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
converter unit
converter
unit
cell module
failure
Prior art date
Application number
KR1020127027524A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120130274A (ko
Inventor
팔라흐 호시니
마우로 몬제
Original Assignee
에이비비 테크놀로지 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이비비 테크놀로지 아게 filed Critical 에이비비 테크놀로지 아게
Publication of KR20120130274A publication Critical patent/KR20120130274A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101377319B1 publication Critical patent/KR101377319B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/75—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/757—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
    • H02J3/1857—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters wherein such bridge converter is a multilevel converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • 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
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • 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
    • H02M7/493—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 the static converters being arranged for operation in parallel
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]

Abstract

각각의 셀 모듈 (15, 31) 이 ac-측 (Uac) 및 dc-측 (Udc) 을 갖는 컨버터 유닛 (6a, 6b) 을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들 (15, 31) 을 갖는 전압 소스 컨버터 (22) 로서, 그 전압 소스 컨버터는 컨버터 유닛들을 제어하도록 구성된 제어 유닛 (33, 70) 을 포함하며, 여기서 셀 모듈들 (15) 중 적어도 하나는 제 1 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속되는 ac-측을 갖는 여분의 제 2 컨버터 유닛 (6a, 6b) 을 포함하고, 제어 유닛은 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛을 실질적으로 동기식으로 제어하도록 구성된다.

Description

전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법{A VOLTAGE SOURCE CONVERTER AND A METHOD FOR FAULT HANDLING THEREOF}
본 발명은 각각의 셀 모듈이 ac-측 및 dc-측을 갖는 컨버터 유닛을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들을 갖는 전압 소스 컨버터에 관한 것으로, 전압 소스 컨버터는 컨버터 유닛들을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 본 발명은 또한 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 (fault handling) 방법에 관한 것이다.
FACTS (flexible alternating current transmission systems) 내에, 복수의 제어 장치가 알려져 있다. 한가지 이러한 FACTS 장치는 정지형 보상기 (static compensator; STATCOM) 이다. STATCOM 은 전력 시스템에서의 고전압 송전 라인 (high voltage transmission line) 또는 중전압 배전 라인 (medium voltage distribution line) 에 접속된 ac-측, 및 커패시터들과 같은 임시 전력 저장 수단에 접속된 dc-측을 갖는 전압 소스 컨버터 (VSC) 를 포함한다. STATCOM 은 그 dc-측 상의 dc 전압을 그 ac-측 상의 ac 전압으로 변환하고, 전력 시스템으로부터 가변 진폭 및 위상각을 가진 전압 소스로서 보여질 수 있다. STATCOM 은 송전 라인 또는 배전 라인의 전압에 관계없이, 그 송전 라인 또는 배전 라인에 무효 전력 (reactive power) 을 공급하거나, 그 송전 라인 또는 배전 라인으로부터 무효 전력을 흡수할 수 있다.
일 타입의 멀티레벨 VSC 에서, 각각의 페이즈는 직렬로 접속된 복수의 단일 페이즈 풀-브리지 (single phase full-bridge) 컨버터들을 포함한다. 이들 단일 페이즈 풀-브리지 컨버터들은 때때로 체인 링크 셀들로 지칭되며, 이하에서는 셀 모듈들로 표시된다. 도 1 에서, 셀 모듈 (6) 은 4 개의 밸브들 (1 내지 4) 을 포함하며, 각각의 밸브는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT) 와 같은 트랜지스터 스위치를 포함한다. 다른 반도체 스위칭 디바이스들, 예를 들어, 게이트 턴 오프 사이리스터 (GTO) 또는 통합 게이트 정류 사이리스터 (IGCT) 가 사용될 수 있다는 것에 주목하게 된다. 역평행 다이오드로도 표시된 환류 다이오드 (free wheeling diode) 는 각각의 트랜지스터 스위치와 병렬로 접속되고 그 스위치의 반대 방향으로 전도한다. 밸브들 (1 내지 4) 은 커패시터 유닛 (5) 과 H-브리지 어레인지먼트로 접속된다. 셀 모듈은 그 dc-측 상의 dc 전압을 그 ac-측 상의 ac 전압으로 변환하기 위하여 밸브들을 제어하도록 구성된 밸브 제어기 (11) 를 더 포함한다.
종래의 2 레벨 또는 3 레벨 VSC 와 비교해 볼 때, 보다 평활한 ac 전류 파형 및 ac 전압 파형은 보다 낮은 스위칭 주파수 및 최소 필터링으로 획득하는 것이 가능하다. 멀티레벨 VSC 의 각각의 페이즈는 다수의 직렬 접속된 셀 모듈들, 및 전류 제어 및 필터링을 목적으로 그 셀 모듈들과 직렬로 접속된 라인 인덕터를 포함한다. 셀 모듈들의 수는, 그 셀 모듈이 접속되는 송전 라인 또는 배전 라인의 ac 전압 레벨에 비례한다. 결과적으로, VSC 는 직렬의 다수의 셀 모듈들을 포함할 수 있다. 도 2 에는 전력 시스템에서의 고전압 송전 라인 또는 중전압 배전 라인 (7) 에 접속된 이러한 멀티레벨 컨버터의 하나의 페이즈가 도시된다. VSC 의 페이즈들은 델타 어레인지먼트는 물론 Y자 (wye) 어레인지먼트로 접속될 수 있다. 이 예에서, 페이즈는 라인 인덕터 (8) 와 직렬로 접속된 4 개의 셀 모듈들 (6) 을 포함한다. 도 2 의 각각의 셀 모듈 (6) 은 커패시터 유닛 (5) 및 복수의 전기 밸브들을 포함한다. VSC 는, 그 dc-측 상의 dc 전압을 그 ac-측 상의 ac 전압으로 변환하기 위하여, 예를 들어 적절한 펄스 폭 변조 (PWM) 기법을 이용함으로써, 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다. 각각의 밸브는 ac 시스템의 기본 주파수 사이클 동안 다수회 스위치 온 및 오프된다. 이러한 기본 주파수 사이클들 내에서의 스위칭의 타이밍을 제어함으로써, 셀 모듈들은, 각각의 셀 모듈의 ac 전압들의 합인, 원하는 ac 전압을 제공한다.
송전 라인 또는 배전 라인의 ac 전압 레벨을 얻기 위하여 다수의 셀들이 직렬로 이용될 수도 있기 때문에, 어떠한 조치도 취해지지 않는다면, 단일 셀 모듈의 고장은 불가피한 전체 VSC 의 셧다운을 야기할 수 있다. 결과적으로, VSC 의 높은 신뢰성 및 이용가능성을 제공하기 위해, 일부 타입의 바이패스 어레인지먼트가 VSC 의 동작을 계속할 수 있게 하는데 사용된다. 다수의 여분의 셀 모듈들은 고장난 셀 모듈들을 교체하기 위해 제공된다. 시스템이 서비스 구간 (service interval) 의 지속기간 동안 동작적인 것으로 유지된다면, 고장난 모듈들은 스케줄링된 메인터넌스 동안 교체될 수 있다.
고장 셀 모듈을 바이패스하는 것을 가능하게 하기 위해, 셀의 ac 단자들을 통해 제로의 전압을 제공할 필요가 있다. 이것은, 낮은 전력 손실을 감안하기 위해 매우 빠른 기계식 스위치 (mechanical switch), 솔리드 스테이트 스위치 (solid-state switch) 또는 양자의 조합을 이용함으로써 달성될 수 있다.
셀 모듈들과 단락 (short circuit) 디바이스의 직렬 접속을 포함하는 컨버터의 일 예는, 그 컨버터의 각각의 셀 모듈이 셀 모듈을 단락시키기 위해, 단락 디바이스, 예를 들어 진공 스위칭 튜브와 연관되는 WO-2008/125494에 개시되어 있다. 단락 디바이스는 결함이 있는 셀 모듈의 안전한 브리징을 가능하게 한다.
고장난 셀 모듈들을 바이패스하기 위한 언급된 솔루션들의 문제점은 부하 전류의 차단, 즉 셀 모듈의 고장과 스위치에 의해 수행된 바이패스 간의 지연이다. 셀 모듈이 고장나고 오픈 회로로 들어갈 때, 부하 전류가 차단되며, 이는 높은 회로 루프 인덕턴스와 결합하여, 인접 장비를 파괴할 수 있는 셀 모듈에 걸리는 고전압 및 과도한 에너지 개발을 초래할 것이다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 문제들을 극복하거나 또는 적어도 완화하는 전압 소스 컨버터를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양태에 따르면, 이 목적은 청구항 제 1 항에 정의한 바와 같이 모듈러 에너지 저장 디바이스에 의해 달성된다.
각각의 셀 모듈이 ac-측 및 dc-측을 갖는 컨버터 유닛을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들을 갖고, 컨버터 유닛들을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 전압 소스 컨버터는, 셀 모듈들 중 적어도 하나가 제 1 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속되는 ac-측을 갖는 여분의 제 2 컨버터 유닛을 포함하고 제어 유닛이 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛을 동기식으로 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
적어도 하나의 셀 모듈은 2 개의 동일한 컨버터 유닛들로 형성되며, 제 1 컨버터 유닛의 ac-측은 여분의 제 2 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속된다. 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛은 동일 제어 신호들로 동기식으로 제어되기 때문에, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장의 경우에는 부하 전류가 차단되지 않을 것이고, 그 결과 그 고장은 셀 모듈에서의 고전압 및 과도한 에너지 개발을 초래하지 않는다. 그 결과 고장난 셀 모듈은 임의의 인접 장비의 파괴 또는 전압 소스 컨버터의 계속적인 동작의 저해의 위험을 무릅쓰지 않을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 복수의 전기 밸브들을 포함하고, 제어 유닛은 컨버터 유닛들의 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라, 그리고 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장의 검출 시에, 제 1 스위칭 패턴보다 하위 스위칭 주파수를 갖는 제 2 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하도록 구성된다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 dc 링크 커패시터 뱅크 및 복수의 전기 밸브들을 포함한다. 정상 동작 동안, 제어 유닛은 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 dc-측 상의 dc 전압을 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 ac-측 상의 ac 전압으로 변환하기 위하여, 예를 들어 적절한 PWM 기법을 이용함으로써, 제 1 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어한다. 각각의 밸브는 전압 소스 컨버터가 접속되는 ac 송전 라인 또는 배전 라인의 기본 주파수 사이클 동안 다수회 스위치 온 및 오프된다. 기본 주파수 사이클들 내에서의 스위칭들의 타이밍을 제어함으로써, 총 수의 컨버터 유닛들은 각각의 셀 모듈의 ac 전압들의 합인 전압 소스 컨버터의 원하는 ac 전압을 제공할 것이다. 정상 동작 동안, 전압 소스 컨버터를 통한 부하 전류는 각각 제 1 컨버터 유닛과 제 2 컨버터 유닛 간에 균일하게 또는 거의 균일하게 공유될 것이다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛은, 그 컨버터 유닛들의 열 또는 전기 한계가 초과되지 않는 한은 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각이 컨버터 유닛의 고장의 경우에 그 대응하는 병렬 접속된 컨버터 유닛으로부터 전류를 넘겨받는 것이 가능하다는 것을 의미하는 과부하 용량으로 설계된다. 컨버터 유닛들의 과도한 온도를 피하기 위해, 제어 유닛은 하위 스위칭 주파수를 가진 제 2 스위칭 패턴에 따라 이상이 없는, 고장이 안난 컨버터 유닛을 제어할 수 있다. 스위칭 손실은 감소될 것이기 때문에, 컨버터 유닛이 그 열 한계에 도달하는 바로 그 순간이 지연될 것이다. 이 엑스트라 시간은, 제어 유닛이 발생한 고장의 타입이 어느 것인지를 식별하고 대응 (counteractions) 을 행할 가능성을 분석하는데 이용될 수 있다. 그 고장은 제 1 스위칭 패턴을 재개할 기회를 줄 일시적 성질의 것일 가능성도 있다. 이것은 전압 소스 컨버터만이 고장난 셀 모듈들을 교체하기 위해 제한된 수의 여분의 셀 모듈들을 갖기 때문에 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 2 스위칭 패턴은 밸브들을 제어하여 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각의 ac-측에서 제로 또는 거의 제로의 출력 전압을 제공하도록 설계된다. 제로의 출력 전압은, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 포워드 바이어싱된 전기 밸브들이 스위치 온되도록 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 전기 밸브들을 제어함으로써 달성될 수 있다. 제로의 출력 전압 외에, 이 스위칭 패턴은, 각각의 밸브가 기본 주파수 사이클 동안 다수회 스위치 온 및 오프되는 제 1 스위칭 패턴과는 대조적으로 ac 송전 라인 또는 배전 라인의 기본 주파수와 동일한 스위칭 주파수를 초래할 것이다. 이 실시형태의 이점들은 상기 단락에서 설명한 바와 동일하지만, 셀 모듈은 그 ac-측에서 제로 또는 거의 제로의 출력 전압을 제공하기 때문에, 셀 모듈은 전압 소스 컨버터의 총 출력 전압에 기여하지 않을 것이다. 그러나, 스위칭 손실은 절대 최소로 감소되기 때문에, 열 한계는 최대 범위까지 지연될 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 셀 모듈은 제어 유닛으로부터 트리거링 신호의 수신 시에 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함한다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장과 함께, 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛의 또 다른 고장이 전체 전압 소스 컨버터의 기능성을 저해할 것이다. 전압 소스 컨버터의 긴급 셧다운을 피하기 위해, 바이패스 스위치가 부하 전류를 바이패스하고 그에 따라 전압 소스 컨버터의 동작을 계속할 가능성을 보장하기 위해 제공된다. 그러나, 바이패스 스위치는 부하 전류에 대해 유지된 전류 경로를 보장할 여분의 제 2 컨버터 유닛 및 그 과부하 용량 때문에, 동작 속도 등에 대한 특수 요건들 없는 단순 기계식 클로징 스위치일 수 있다. 일단 바이패스 스위치가 클로징되었다면, 그 바이패스 스위치는 다시 오픈되지 않을 것이다. 기계식 바이패스 스위치는 낮은 전도 손실의 이점을 갖지만, IGBT들 및 MOSFET들과 같은 반도체 스위치들이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 컨버터 유닛들 중 일방의 고장의 존재를 검출하도록 구성된 고장 검출 유닛을 포함하고, 고장이 존재하지 않게 됨을 검출 시에, 제어 유닛은 제 1 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하도록 구성된다. 고장 검출 유닛은 제어 유닛에 포함된 가용 센서들에 의해 제공된 정보에 기초하여 고장의 존재를 검출할 것이다. 고장이 존재하지 않게 된다면, 제어 유닛은, 셀이 바이패스 스위치에 의해 바이패스되지 않는 한은 제 1 스위칭 패턴을 재개할 가능성을 갖는다. 이것은, 여분의 셀 모듈들의 수가 제한되고 원하는 전압 레벨을 유지하기 위해 동작 시에 소정 수의 셀 모듈들이 필요하기 때문에 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제어 유닛은, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 임의의 것에서 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키도록 구성된다. 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛을 통한 부하 전류는 고장의 발생 후 증가할 것이며, 따라서 온도가 또한 증가할 것이다. 그 이상이 없는 컨버터 유닛이 그 열 한계를 초과한다면, 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛에도 고장의 위험이 있다. 한편, 상기 언급한 이유로 가능한 한 오래 바이패스 스위치의 활성화 (activation) 를 지연시키는 것이 바람직하다. 이러한 지연을 달성하기 위한 편리한 방법은, 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 것에 의한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제어 유닛은, 적어도 하나의 셀 모듈의 온도가 임계값을 초과할 때 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키도록 구성된다. 셀 모듈의 온도를 측정함으로써, 바이패스 스위치의 활성화의 최적의 지연이 보다 정확하게 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전압 소스 컨버터는 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압을 계속해서 모니터링하도록 구성된 dc 전압 모니터링 모듈을 더 포함하는 고장 검출 유닛을 포함하며, 고장 검출 모듈은 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들을 비교하고, 그 비교에 기초하여 컨버터 유닛들 중 일방의 고장을 검출하도록 구성된다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압들은 보통 동일하다. 그 dc 전압들의 서로 간의 상이 (divergence) 는, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방에 고장이 발생했다는 것을 나타낸다. 고장 검출 모듈은 분석 및 대응을 위한 엑스트라 시간을 제어 유닛에 주는 고장의 더 빠른 표시를 가능하게 한다. 그러나, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 포함된 디바이스들 (밸브들, dc 링크 커패시터들 등) 의 전기적 정격 (electrical ratings) 의 허용오차는, 고장을 표시하기 위해 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 dc 전압이 타방의 병렬 접속된 컨버터 유닛의 dc 전압과 충분히 다르도록 하는 것이 가능하다. 하나의 실시형태에서, 이 문제는 상기 허용오차를 보상하고 dc 전압들을 동일하게 또는 적어도 거의 동일하게 만들기 위해 최대 5㎲ 동안 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방에 대한 제어 신호를 지연시킴으로써 제어 유닛에 의해 해결된다. 밸브들의 스위칭 주파수와 비교하여 매우 짧은 지연으로 인해, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛은 실질적으로 동기식으로 제어되는 것으로 간주될 수 있다. 표현 "실질적으로 동기식으로 제어된" 은, 일부 상황에서 제 1 컨버터 유닛 또는 제 2 컨버터 유닛 중 일방에 대한 제어 신호가 상기 언급된 이유로 최대 5㎲ 동안 약간 지연될 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 셀 모듈은 열 싱크를 포함하고, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛은 그 열 싱크에 열적으로 접속된다. 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 베이스 플레이트 상에 탑재되는 것이 바람직하며, 이는 차례로 열 싱크의 각 측 상에 탑재된다. 열 싱크는 물 또는 강제 공기 (forced air) 로 냉각될 수 있다. 양자의 컨버터 유닛들에 대한 공통 열 싱크의 사용은 비용을 줄일 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 열 싱크는 냉매 (cooling medium) 로서 강제 공기 또는 탈이온수를 이용하도록 배열된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 셀 모듈에는 다음의 셀 모듈에 대한 직렬 접속을 위해 접속 단자가 제공되며, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각의 ac-측은 컨버터 유닛 내의, 그리고 컨버터 유닛의 ac-측과 셀 모듈의 접속 단자 사이에 접속된 인덕터를 포함한다.
각각의 페이즈에는 전류 제어 및 필터링을 목적으로 전압 소스 컨버터와 직렬의 라인 인덕터가 필요하다. 본 실시형태에서, 각각의 컨버터 유닛은 제 1 컨버터 유닛과 제 2 컨버터 유닛의 동작의 차이로 인한 제 1 컨버터 유닛과 제 2 컨버터 유닛 간의 순환 전류를 피하기 위하여 병렬 접속된 컨버터 유닛들에도 이로운 통합된 분산형 인덕터 (distributed inductor) 를 갖는다. 통합된 분산형 인덕터는, 공통 라인 인덕터의 필요성이 완전히 제거되도록 설계되는 것이 바람직하며, 이는 비용을 줄일 것이다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 발명의 목적은 청구항 제 12 항에 정의한 바와 같이 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법에 의해 달성된다.
각각의 셀 모듈이 ac-측 및 dc-측을 갖는 컨버터 유닛을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들을 갖는 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법으로서, 셀 모듈들 중 적어도 하나는 제 1 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속되는 ac-측을 갖는 여분의 제 2 컨버터 유닛을 포함하는, 상기 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법은 :
- 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛을 동기식으로 제어하는 방법 단계,
- 적어도 하나의 셀 모듈의 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압을 계속해서 모니터링하는 방법 단계,
- 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들을 계속해서 비교하는 방법 단계, 및
- 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들 간의 차에 기초하여 컨버터 유닛들 중 일방의 고장을 검출하는 방법 단계를 특징으로 한다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압들은 보통 동일하다. dc 전압들의 서로 간의 상이는, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방에서 고장이 발생했다는 것을 나타낸다. 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들을 계속해서 비교하는 방법 단계 및 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들 간의 차에 기초하여 컨버터 유닛들 중 일방의 고장을 검출하는 방법 단계는 분석 및 대응을 위한 엑스트라 시간을 제어 유닛에 주는 고장의 더 빠른 표시를 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제어 유닛은 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 dc 전압들을 동일하게 또는 거의 동일하게 유지하기 위하여, 5㎲ 보다 짧은 지연으로 컨버터 유닛들 중 일방을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 복수의 전기 밸브들을 포함하며, 상기 방법은 :
- 컨버터 유닛들의 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하는 방법 단계, 및
- 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장의 검출 시에, 제 1 스위칭 패턴보다 하위 스위칭 주파수를 갖는 제 2 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하는 방법 단계를 더 포함한다.
스위칭 손실은 감소될 것이기 때문에, 컨버터 유닛이 그 열 한계에 도달하는 바로 그 순간이 지연될 것이다. 이 엑스트라 시간은, 제어 유닛이 발생한 고장의 타입이 어느 것인지를 식별하고 대응을 행할 가능성을 분석하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 제 2 스위칭 패턴은 밸브들을 제어하여 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각의 ac-측에서 제로 또는 거의 제로의 출력 전압을 제공하도록 설계된다. 이 실시형태의 이점들은 상기 단락에서 설명한 바와 동일하지만, 셀 모듈은 그 ac-측에서 제로 또는 거의 제로의 출력 전압을 제공하기 때문에, 셀 모듈은 전압 소스 컨버터의 총 출력 전압에 기여하지 않을 것이다. 그러나, 스위칭 손실은 절대 최소로 감소되기 때문에, 열 한계는 최대 범위까지 지연될 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방법은 :
- 컨버터 유닛들 중 일방의 고장의 존재를 검출하고, 고장이 존재하지 않게 됨을 검출 시에, 제 1 스위칭 패턴에 따라 밸브들을 제어하는 방법 단계를 더 포함한다.
그 고장은 제어 유닛에 제 1 스위칭 패턴을 재개할 기회를 줄 일시적 성질의 것일 가능성이 있다. 이것은 전압 소스 컨버터만이 고장난 셀 모듈들을 교체하기 위해 제한된 수의 여분의 셀 모듈들을 갖기 때문에 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 셀 모듈은 트리거링 신호의 수신 시에 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함하며, 상기 방법은 :
- 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 임의의 것에서 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 방법 단계를 더 포함한다. 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛을 통한 부하 전류는 고장의 발생 후에 증가할 것이며, 따라서 온도가 또한 증가할 것이다. 이상이 없는 컨버터 유닛이 그 열 한계를 초과한다면, 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛에도 고장의 위험이 있다. 한편, 상기 언급한 이유로 가능한 한 오래 바이패스 스위치의 활성화를 지연시키는 것이 바람직하다. 이러한 지연을 달성하기 위한 편리한 방법은, 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 것에 의한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 셀 모듈은 트리거링 신호의 수신 시에 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함하며, 상기 방법은 :
- 적어도 하나의 셀 모듈의 온도가 임계값을 초과할 때 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 방법 단계를 더 포함한다. 셀 모듈의 온도를 측정함으로써, 바이패스 스위치의 활성화의 최적의 지연이 보다 정확하게 결정될 수 있다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 예를 들어 보다 완전히 설명될 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따른 셀 모듈의 개략도를 도시한다.
도 2 는 종래 기술에 따른 멀티레벨 전압 소스 컨버터의 하나의 페이즈의 개략도를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전압 소스 컨버터의 개략도를 도시한다.
도 4 는 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터용 셀 모듈의 제 1 예의 상세도를 도시한다.
도 5 는 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터용 셀 모듈의 제 2 예의 상세도를 도시한다.
도 6 은 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터용 셀 모듈의 제 3 예의 상세도를 도시한다.
도 7 은 열 싱크 상에 탑재된 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛을 포함하는 셀 모듈을 도시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 3 개의 페이즈 전압 소스 컨버터 (22) 및 그 전압 소스 컨버터가 접속되는 고전압 송전 라인 또는 중전압 배전 라인 (7) 을 예시한다. 그러나 본 발명은 3 개의 페이즈들을 갖는 전압 소스 컨버터들에 제한되지 않는다. 전압 소스 컨버터 (22) 는 델타 또는 Y자 (wye) 어레인지먼트로 접속될 수 있다. 각각의 페이즈는 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들 (31) 및 라인 인덕터 (8) 를 포함한다. 라인 인덕터 (8) 는 전류 제어 및 필터링을 목적으로 필요하다. 셀 모듈들의 수는 변하며 100 개보다 많을 수 있다. 전압 소스 컨버터 (22) 는 각 셀 모듈 (31) 의 출력 전압, 및 따라서 각각의 직렬 접속된 셀 모듈 (31) 의 전압의 합인 전압 소스 컨버터의 전압을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함한다. 제어 유닛은 주 제어기 (70), 복수의 셀 제어기들 (32) 및 복수의 밸브 제어기들 (도 3 에는 미도시) 을 포함한다. 주 제어기 (70) 는 셀 모듈들을 제어하기 위하여 제어 신호들을 셀 제어기들 (32) 을 통해 밸브 제어기들로 전송한다. 셀 모듈들 (31) 은 셀 모듈들 (15, 16 또는 17) 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 이 셀 모듈들 (15, 16 또는 17) 은 도 4 내지 도 6 을 참조하여 이하 더 상세하게 설명될 것이다. 셀 제어기들 (32) 은 셀 제어기들 (33, 34) 중 임의의 것을 포함할 수 있으며, 이 셀 제어기들 (33, 34) 또한 도 4 내지 도 6 을 참조하여 이하 더 상세하게 설명될 것이다.
도 4 에는, 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터 (22) 용 셀 모듈 (15) 의 제 1 예가 예시된다. 종래 기술에서와 같이, 각각의 셀 모듈 (15) 은 dc 링크 커패시터 뱅크 (5a 및 5b) 와 H-브리지 어레인지먼트로 접속된 복수의 전기 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 을 포함하는 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 을 포함한다. 각각의 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 은 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 의 dc-측 상의 dc 전압을 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 의 ac-측 상의 ac 전압으로 변환하기 위하여, 예를 들어 적절한 펄스 폭 변조 (PWM) 기법을 이용함으로써, 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 을 제어하도록 구성된 주 제어기 (70) 로부터 제어 신호들을 수신하도록 구성된 밸브 제어기 (11a 및 11b) 를 더 포함한다. 제 1 스위칭 패턴에서, 각각의 밸브 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 는, 전압 소스 컨버터가 접속되는 라인 (7) 의 기본 주파수 사이클 동안 다수회 스위치 온 및 오프된다. 이러한 기본 주파수 사이크들 내에서의 스위칭의 타이밍을 제어함으로써, 각각의 셀 모듈 (15) 은 각각의 셀 모듈 (15) 의 ac 전압들의 합인 전압 소스 컨버터 (22) 의 총 전압에 달하는 원하는 ac 전압을 제공한다.
셀 모듈 (15) 은, 그 셀 모듈 (15) 이 제 1 컨버터 유닛 (6a) 외에 여분의 제 2 컨버터 유닛 (6b) 을 포함한다는 점에서 종래 기술의 셀 모듈들과 다르다. 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 의 ac-측들은, 제 1 컨버터 유닛 (6a) 의 제 1 접속점 (10a) 을 제 2 컨버터 유닛 (6b) 의 제 1 접속점 (10b) 과 접속시키고 제 1 컨버터 유닛 (6a) 의 제 2 접속점 (12a) 을 제 2 컨버터 유닛 (6b) 의 제 2 접속점 (12b) 과 접속시킴으로써 병렬로 접속된다. 컨버터 유닛들 (6a 및 6b) 의 ac-측들의 병렬 접속에는, 셀 모듈의 다음의 셀 모듈에 대한 직렬 접속의 접속을 위해 접속 단자들 (20, 21) 이 제공된다. 임의의 수의 셀 모듈들은 라인 (7) 의 전압 레벨을 매칭시키기 위하여 직렬로 접속될 수 있다.
정상 동작 동안, 셀 모듈을 통한 부하 전류는 각각 제 1 컨버터 유닛 (6a) 과 제 2 컨버터 유닛 (6b) 간에 균일하게 또는 거의 균일하게 공유될 것이다.
주 제어기 (70) 는 제어 신호들을 셀 제어기 (33) 를 통해 각각의 셀 모듈 (15) 의 밸브 제어기들 (11a 및 11b) 로 전송한다. 대안으로, 제어 신호들은 직접 주 제어기 (70) 로부터 밸브 제어기들 (11a 및 11b) 로 전송될 수 있다. 동일한 제어 신호들은 원하는 ac 전압을 출력하기 위해 밸브들을 제어할 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 밸브 제어기들에 의해 수신된다. 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛은 그에 따라 동기식으로 제어된다. 따라서, 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 일방의 고장의 경우에, 타방의 병렬 접속된 컨버터 유닛은 이전에 고장난 컨버터 유닛을 통하여 흘렀던 부하 전류를 즉시 넘겨받을 것이다. 이 솔루션은 셀 모듈 (15) 에서의 고전압 및 과도한 에너지 개발을 방지할 것이다. 그 결과, 고장난 셀 모듈은 임의의 인접 장비의 파괴 또는 전압 소스 컨버터의 계속적인 동작의 저해의 위험을 무릅쓰지 않을 것이다.
상기 언급한 바와 같이, 밸브들은 컨버터 유닛들의 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라 제어된다. 하나의 실시형태에서, 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 은 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 일방의 고장의 검출 시에, 제 1 스위칭 패턴보다 하위 스위칭 주파수를 갖는 제 2 스위칭 패턴에 따라 제어된다. 제 2 스위칭 패턴에 따라 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 을 제어함으로써, 스위칭 손실은 감소되는데, 이는 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 이 그 열 한계에 도달하는 바로 그 순간이 지연될 것이라는 것을 의미한다. 이 엑스트라 시간은, 제어 유닛이 발생한 고장의 타입이 어느 것인지를 식별하고 대응을 행할 가능성을 분석하는데 이용될 수 있다. 그 고장은 제 1 스위칭 패턴을 재개할 기회를 줄 일시적 본질의 것으로 존재하지 않게 될 가능성이 또한 있다. 이것은 전압 소스 컨버터 (22) 만이 고장난 셀 모듈들을 교체하기 위해 제한된 수의 여분의 셀 모듈들을 갖기 때문에 바람직하다.
하나의 실시형태에서, 제 2 스위칭 패턴은 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 을 제어하여 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 각각의 ac-측에서 제로 또는 거의 제로의 출력 전압을 제공하도록 설계된다. 제로의 출력 전압은, 포워드 바이어싱된 전기 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 이 스위치 온되도록 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 의 전기 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 을 제어함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 셀 모듈 (15) 을 통한 전류가 접속 단자 (20) 로부터 접속 단자 (21) 로 흐르고 있다면, 컨버터 유닛 (6a) 의 전기 밸브들 (1a 및 4a) 및 컨버터 유닛 (6b) 의 전기 밸브들 (2b 및 3b) 은 스위치 온된다.
셀 모듈들 내의 고장을 검출하기 위한 고장 검출 유닛들은 제어 유닛의 상이한 레벨들에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 주 제어기 (70), 셀 제어기 (33, 34) 및 밸브 제어기 (11a 및 11b) 는 상이한 레벨들로 의도되며, 주 제어기 (70) 는 탑 (top) 레벨에 위치하고 밸브 제어기 (11a 및 11b) 는 제어 유닛의 바텀 (bottom) 레벨에 위치한다. 고장 검출 유닛은 예를 들어 주 제어기 (70) 에서 구현될 수 있으며, 고장이 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 및/또는 컨버터 유닛들 (6a 및 6b) 내의 가용 센서들에 의해 제공된 정보에 기초하여 검출되고 평가를 위해 주 제어기 (70) 로 전송될 수 있다. 고장 검출 유닛은 대안으로 또는 추가적으로 셀 제어기 (33, 34) 에서 또는 밸브 제어기 (11a 및 11b) 에서 구현될 수 있다. 하나의 실시형태에서, 밸브 제어기 (11a 및 11b) 내의 dc 전압 모니터링 모듈은 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 각각에 걸리는 dc 전압을 계속해서 모니터링하고, dc 전압들을 비교하고 그 비교에 기초하여 컨버터 유닛들 (6a 및 6b) 중 일방의 고장을 검출하도록 구성되는 셀 제어기 (33, 34) 내의 고장 검출 모듈로 dc 전압들의 정보를 전송하도록 구성된다. dc 전압 모니터링 모듈은 또한 제어 유닛의 다른 부분들에서 구현될 수 있다.
제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압들은 보통 동일하다. dc 전압들의 서로 간의 상이는, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 중 일방에서 고장이 발생했다는 것을 나타낸다. 고장 검출 모듈은 분석 및 대응을 위한 엑스트라 시간을 제어 유닛에 주는 고장의 더 빠른 표시를 가능하게 한다. 그러나, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛에 포함된 디바이스들 (밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b), dc 링크 커패시터들 (5a 및 5b) 등) 의 전기적 정격의 허용오차는, 고장을 표시하기 위해 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 일방의 dc 전압이 타방의 병렬 접속된 컨버터 유닛 (6a 및 6b) 의 dc 전압과 충분히 다르도록 하는 것이 가능하다. 하나의 실시형태에서, 이 문제는 상기 허용오차를 보상하고 dc 전압들을 동일하거나 적어도 거의 동일하게 만들기 위해 최대 5㎲ 동안 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 일방에 대한 제어 신호를 지연시킴으로써 제어 유닛에 의해 해결된다. 밸브들의 스위칭 주파수와 비교하여 매우 짧은 지연으로 인해, 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 은 실질적으로 동기식으로 제어되는 것으로 간주될 수 있다. 표현 "실질적으로 동기식으로 제어된" 은, 일부 상황에서 제 1 컨버터 유닛 또는 제 2 컨버터 유닛 중 일방에 대한 제어 신호가 상기 언급한 이유로 최대 5㎲ 동안 약간 지연될 수 있다는 것을 의미한다.
도 5 에는 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터용 셀 모듈 (16) 의 다른 예가 예시된다. 동일 참조 부호들은 도면 전반에 걸쳐 동일하거나 대응하는 부분들에 대해 사용된다. 셀 모듈 (16) 은, 그 셀 모듈 (16) 이 제어 유닛으로부터 트리거링 신호의 수신 시에 셀 모듈 (16) 을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치 (18) 를 더 포함한다는 점에서 셀 모듈 (15) 과 다르다. 트리거링 신호는 주 제어기 (70) (미도시) 로부터 또는 셀 제어기 (34) 를 통해 전송될 수 있다.
제 1 컨버터 유닛 (6a) 또는 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 일방의 고장의 결과로서, 여전히 이상이 없는 컨버터 유닛의 두번째 고장은 전체 전압 소스 컨버터 (22) 의 기능성을 저해시킬 것이다. 바이패스 스위치 (18) 는 부하 전류를 안전하게 바이패스하고, 그에 따라 전압 소스 컨버터 (22) 의 계속되는 동작을 보장하기 위해 제공된다. 바이패스 스위치 (18) 는 여분의 제 2 컨버터 유닛 및 그 과부하 용량 때문에, 동작 속도 등에 대한 임의의 특수 요건들 없는 단순 기계식 클로징 스위치일 수 있다. 일단 바이패스 스위치 (18) 가 클로징되었다면, 그 바이패스 스위치 (18) 는 다시 오픈되지 않을 것이다. 기계식 바이패스 스위치 (18) 는 낮은 전도 손실의 이점을 갖지만, IGBT들 및 MOSFET들과 같은 반도체 스위치들이 또한 사용될 수 있다.
제어 유닛은 고장이 발생한 직후 트리거링 신호를 발생시킬 필요는 없다. 다른 가능성은 제 1 컨버터 유닛 (6a) 및 제 2 컨버터 유닛 (6b) 중 임의의 것에서 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치 (18) 에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 것이다. 그 고장은 제어 유닛에 제 1 스위칭 패턴을 재개할 기회를 줄 일시적인 것일 수 있기 때문에 가능한 한 오래 바이패스 스위치 (18) 의 활성화를 지연시키는 것이 바람직하다. 이것은 전압 소스 컨버터 (22) 만이 고장난 셀 모듈들 (16) 을 교체하기 위해 제한된 수의 여분의 셀 모듈들 (16) 을 갖기 때문에 바람직하다. 이러한 지연을 달성하기 위한 편리한 방법은, 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 바이패스 스위치에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 것에 의한 것이다.
또 다른 가능성은, 셀 모듈 (16) 의 온도가 임계값을 초과할 때 바이패스 스위치 (18) 에 대한 트리거링 신호를 발생시키는 것이다. 셀 모듈의 온도를 측정함으로써, 바이패스 스위치 (18) 의 최적의 지연이 보다 정확하게 결정될 수 있다. 트리거링 신호는 밸브들 (1a 내지 4a, 1b 내지 4b) 및/또는 컨버터 유닛들 (6a 및 6b) 내의 가용 온도 센서들에 의해 제공된 정보에 기초하여, 주 제어기 (70) 로부터 셀 제어기 (34) 를 통해, 또는 직접 주 제어기 (70) 로부터 전송된다.
도 6 에는, 본 발명에 따른 전압 소스 컨버터용 셀 모듈 (17) 의 또 다른 예가 예시된다. 셀 모듈 (17) 은, 그 셀 모듈 (17) 에는 컨버터 유닛들 (30a 및 30b) 각각 내의, 그리고 각각의 컨버터 유닛 (30a 및 30b) 의 ac-측의 제 1 접속점 (10a 및 10b) 과 셀 모듈 (17) 의 접속 단자 (20) 사이에 접속된 인덕터 (19a 및 19b) 가 더 제공된다는 점에서 셀 모듈 (15) 과 다르다. 대안으로, 각각의 인덕터 (19a 및 19b) 는 각각의 컨버터 유닛 (30a 및 30b) 의 ac-측의 제 2 접속점 (12a 및 12b) 과 셀 모듈 (17) 의 접속 단자 (21) 사이에 접속된다.
각각의 페이즈에는, 전류 제한 및 필터링을 목적으로 셀 모듈들 (15 내지 17) 과 직렬의 라인 인덕터 (19a 및 19b) 가 필요하다. 이 실시형태에서, 각각의 컨버터 유닛 (30a 및 30b) 은 분산형 인덕터를 갖는다. 이것은 또한 컨버터 유닛들 (30a 및 30b) 의 동작의 차이로 인한 제 1 컨버터 유닛 (30a) 과 제 2 컨버터 유닛 (30b) 간의 순환 전류를 피하기 위하여 유익하다. 인덕터 (19a 및 19b) 는 공통 라인 인덕터의 필요성이 완전히 제거되도록 설계되는 것이 바람직하며, 이는 비용을 줄일 것이다. 인덕터는 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각에 통합될 수 있고, 또는 대안으로는 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛의 근방에 배치될 수 있다.
도 7 은 셀 모듈 (23), 및 제 1 컨버터 유닛 (60a) 및 제 2 컨버터 유닛 (60b) 에 열적으로 접속된 열 싱크 (62) 의 개략도의 일 예를 도시한다. 도 7 에 도시된 셀 모듈에서, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 베이스 플레이트 (61a 및 61b) 상에 탑재되고, 이는 차례로 열 싱크 (62) 의 각 측 상에 탑재된다. 열 싱크 (62) 는 열 싱크 내의 홀들 (63) 을 통해 흐르는 물 또는 강제 공기로 냉각될 수 있다. 컨버터 유닛들 (60a 및 60b) 은 컨버터 유닛들 (6a 및 6b, 30a 및 30b) 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 대안으로, 제 1 컨버터 유닛 및 제 2 컨버터 유닛 각각은 그들이 열적으로 접속되는 열 싱크를 갖는다.

Claims (18)

  1. 각각의 셀 모듈이 ac-측 및 dc-측을 갖는 컨버터 유닛을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들을 갖고, 상기 컨버터 유닛들을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는 전압 소스 컨버터로서,
    상기 셀 모듈들 중 적어도 하나의 셀 모듈은 제 1 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속되는 ac-측을 갖는 여분의 제 2 컨버터 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛을 동기식으로 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각은 복수의 전기 밸브들을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 컨버터 유닛들의 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라, 그리고 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장의 검출 시에, 상기 제 1 스위칭 패턴보다 하위 스위칭 주파수를 갖는 제 2 스위칭 패턴에 따라 상기 전기 밸브들을 제어하도록 구성되는, 전압 소스 컨버터.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 패턴은 상기 전기 밸브들을 제어하여 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각의 상기 ac-측에서 제로의 출력 전압을 제공하도록 설계되는, 전압 소스 컨버터.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀 모듈은 상기 제어 유닛으로부터 트리거링 신호의 수신 시에 상기 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함하는, 전압 소스 컨버터.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 컨버터 유닛들 중 일방의 고장의 존재를 검출하도록 구성된 고장 검출 유닛을 포함하고, 상기 고장이 존재하지 않게 됨을 검출 시에, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 스위칭 패턴에 따라 상기 전기 밸브들을 제어하도록 구성되는, 전압 소스 컨버터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 중 임의의 컨버터 유닛에서 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 상기 바이패스 스위치에 대한 상기 트리거링 신호를 발생시키도록 구성되는, 전압 소스 컨버터.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 적어도 하나의 셀 모듈의 온도가 임계값을 초과할 때 상기 바이패스 스위치에 대한 상기 트리거링 신호를 발생시키도록 구성되는, 전압 소스 컨버터.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 전압 소스 컨버터는 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압을 계속해서 모니터링하도록 구성된 dc 전압 모니터링 모듈 및 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 상기 dc 전압들을 비교하고 그 비교에 기초하여 상기 컨버터 유닛들 중 일방의 고장을 검출하도록 구성된 고장 검출 모듈을 포함하는, 전압 소스 컨버터.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀 모듈은 열 싱크를 포함하고, 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛은 상기 열 싱크에 열적으로 접속되는, 전압 소스 컨버터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열 싱크는 냉매로서 강제 공기 (forced air) 또는 탈이온수를 이용하도록 배열되는, 전압 소스 컨버터.
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀 모듈에는, 다음의 셀 모듈에 대한 직렬 접속을 위해 접속 단자가 제공되며, 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각의 상기 ac-측은 상기 컨버터 유닛 내의, 그리고 상기 컨버터 유닛의 상기 ac-측과 상기 셀 모듈의 상기 접속 단자 사이에 접속된 인덕터를 포함하는, 전압 소스 컨버터.
  12. 각각의 셀 모듈이 ac-측 및 dc-측을 갖는 컨버터 유닛을 포함하는, 직렬로 접속된 복수의 셀 모듈들을 갖는 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법으로서,
    상기 셀 모듈들 중 적어도 하나의 셀 모듈은 제 1 컨버터 유닛의 ac-측과 병렬로 접속되는 ac-측을 갖는 여분의 제 2 컨버터 유닛을 포함하며,
    상기 방법은 :
    - 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛을 동기식으로 제어하는 단계;
    - 상기 적어도 하나의 셀 모듈의 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각에 걸리는 dc 전압을 계속해서 모니터링하는 단계,
    - 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 상기 dc 전압들을 계속해서 비교하는 단계, 및
    - 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 상기 dc 전압들 간의 차에 기초하여 상기 컨버터 유닛들 중 일방의 고장을 검출하는 단계를 특징으로 하는 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제어 유닛이 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛에 걸리는 상기 dc 전압들을 동일하게 유지하기 위하여, 5㎲ 보다 더 짧은 지연으로 상기 컨버터 유닛들 중 일방을 제어하도록 구성되는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각은 복수의 전기 밸브들을 포함하며,
    상기 방법은 :
    - 상기 컨버터 유닛들의 정상 동작 동안 제 1 스위칭 패턴에 따라 상기 전기 밸브들을 제어하는 단계, 및
    - 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 중 일방의 고장의 검출 시에, 상기 제 1 스위칭 패턴보다 하위 스위칭 주파수를 갖는 제 2 스위칭 패턴에 따라 상기 전기 밸브들을 제어하는 단계를 포함하는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 스위칭 패턴은 상기 전기 밸브들을 제어하여 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 각각의 상기 ac-측에서 제로의 출력 전압을 제공하도록 설계되는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 컨버터 유닛들 중 일방의 고장의 존재를 검출하고, 상기 고장이 존재하지 않게 됨을 검출 시에, 상기 제 1 스위칭 패턴에 따라 상기 전기 밸브들을 제어하는 단계를 포함하는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀 모듈은 트리거링 신호의 수신 시에 상기 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함하며, 상기 방법은 상기 제 1 컨버터 유닛 및 상기 제 2 컨버터 유닛 중 임의의 컨버터 유닛에서 고장의 발생이 검출된 후 소정 시간에 상기 바이패스 스위치에 대한 상기 트리거링 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
  18. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀 모듈은 트리거링 신호의 수신 시에 상기 셀 모듈을 바이패스하도록 구성된 바이패스 스위치를 더 포함하며, 상기 방법은 상기 적어도 하나의 셀 모듈의 온도가 임계값을 초과할 때 상기 바이패스 스위치에 대한 상기 트리거링 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는, 전압 소스 컨버터 내의 셀 모듈의 고장 처리 방법.
KR1020127027524A 2010-03-23 2010-03-23 전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법 KR101377319B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/053784 WO2011116816A1 (en) 2010-03-23 2010-03-23 A voltage source converter and a method for fault handling thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120130274A KR20120130274A (ko) 2012-11-29
KR101377319B1 true KR101377319B1 (ko) 2014-03-25

Family

ID=43480429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127027524A KR101377319B1 (ko) 2010-03-23 2010-03-23 전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8638576B2 (ko)
EP (1) EP2567455B1 (ko)
KR (1) KR101377319B1 (ko)
CN (1) CN102835018B (ko)
AU (1) AU2010349377B2 (ko)
BR (1) BR112012023820A2 (ko)
CA (1) CA2793475C (ko)
WO (1) WO2011116816A1 (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101594013B1 (ko) 2009-06-15 2016-02-26 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 컨버터
US8599591B2 (en) * 2009-06-22 2013-12-03 Alstom Technology Ltd Converter
US9350269B2 (en) 2009-07-31 2016-05-24 Alstom Technology Ltd. Configurable hybrid converter circuit
EP2534742B8 (en) 2010-02-09 2016-02-24 General Electric Technology GmbH Converter for high voltage dc dc transmission
KR20130006613A (ko) 2010-03-15 2013-01-17 알스톰 테크놀러지 리미티드 다중레벨 컨버터를 갖는 정지형 무효전력 보상장치
ES2466353T3 (es) 2010-04-08 2014-06-10 Alstom Technology Ltd. Transformador híbrido HVDC
CA2795315C (en) 2010-04-15 2017-08-15 Alstom Technology Ltd Hybrid 2-level and multilevel hvdc converter
WO2011157300A1 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Areva T&D Uk Limited Converter for hvdc transmission and reactive power compensation
CN103141018B (zh) 2010-07-30 2015-12-16 阿尔斯通技术有限公司 包括用于处理dc侧短路的全桥单元的hvdc转换器
EP2700152B1 (en) * 2011-04-18 2016-03-30 ABB Technology AG Method in a voltage source chain-link converter, computer programs and computer program products
CA2833450A1 (en) 2011-06-08 2012-12-13 Alstom Technology Ltd High voltage dc/dc converter with cascaded resonant tanks
WO2013017160A1 (en) * 2011-08-01 2013-02-07 Alstom Technology Ltd A dc to dc converter assembly
CA2848325C (en) 2011-11-07 2018-03-27 Alstom Technology Ltd Control circuit
EP2781015B1 (en) 2011-11-17 2016-11-02 General Electric Technology GmbH Hybrid ac/dc converter for hvdc applications
EP2597764B1 (de) * 2011-11-22 2016-04-13 ABB Technology AG Verfahren zur Behandlung von Fehlern in einem modularen Multilevelumrichter sowie ein solcher Umrichter
IN2014MN01647A (ko) 2012-03-01 2015-05-22 Alstom Technology Ltd
US10395328B2 (en) * 2012-05-01 2019-08-27 Innovation Specialists Llc Virtual professionals community for conducting virtual consultations with suggested professionals
ES2767095T3 (es) * 2012-06-19 2020-06-16 Alstom Transp Tech Convertidor reversible controlado monofásico CA-CC con amortiguador de baja pérdida
EP2987229B1 (en) * 2013-04-18 2018-06-13 ABB Schweiz AG Mechanical bypass switch device, converter arm and power converter
CN103259254B (zh) * 2013-05-21 2015-09-02 南京南瑞继保电气有限公司 一种串联igbt阀组保护系统及保护方法
DE102013219466A1 (de) * 2013-09-26 2015-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Multilevelumrichter
WO2015161893A1 (de) * 2014-04-25 2015-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur erkennung eines zusammenbruchs einer spannung
JP6015718B2 (ja) * 2014-07-14 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 情報出力装置
GB2546024B (en) * 2014-10-15 2021-01-20 Abb Schweiz Ag Power converter circuit
JP6137138B2 (ja) 2014-11-21 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 半田劣化情報生成装置
KR101711947B1 (ko) * 2014-12-29 2017-03-03 주식회사 효성 모듈러 멀티레벨 컨버터
DE102015103247A1 (de) 2015-03-05 2016-09-08 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Schaltmodul mit Kurzschlussschutz und Leistungselektronikmodul mit diesem
JP6417042B2 (ja) * 2015-06-15 2018-10-31 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
EP3200331B1 (en) * 2016-01-27 2019-11-20 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Method to protect a power converter arrangement and power converter arrangement with a protective device
JP6507305B2 (ja) * 2016-02-24 2019-04-24 本田技研工業株式会社 電源装置、機器及び制御方法
CN106602569A (zh) * 2017-01-16 2017-04-26 许继电气股份有限公司 一种母线柔性互联控制器的多运行状态协调调度方法
WO2018145748A1 (en) * 2017-02-09 2018-08-16 Abb Schweiz Ag Parallel connecting of cell modules in a modular multilevel converter by means of interphase transformers
DE102017109728A1 (de) 2017-05-05 2018-11-08 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage mit überlastfähigem Umrichtersystem
US10666038B2 (en) * 2017-06-30 2020-05-26 Smart Wires Inc. Modular FACTS devices with external fault current protection
EP3696963B1 (en) * 2019-02-12 2022-03-30 General Electric Technology GmbH Electrical assembly
US11271488B2 (en) 2019-07-25 2022-03-08 Smart Wires Inc. System and method for FACTS device bypass mode operation and diagnostics
RU196697U1 (ru) * 2019-11-13 2020-03-12 Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" Модуль многоуровневого преобразователя напряжения
EP3890178A1 (en) * 2020-04-02 2021-10-06 General Electric Technology GmbH Improvements in or relating to chain-link converters
US20220039298A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 Smart Wires Inc. Scalable Modular Cooling Unit Having Voltage Isolation
US20220200268A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-23 Hamilton Sundstrand Corporation Solid state circuit breaker

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10327344A1 (de) * 2003-06-16 2005-01-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage
US20080031024A1 (en) 2004-10-06 2008-02-07 Osmo Pasuri Method in connection with network converter, and network converter
WO2008125494A1 (de) 2007-04-16 2008-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schutz von umrichtermodulen

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5986909A (en) 1998-05-21 1999-11-16 Robicon Corporation Multiphase power supply with plural series connected cells and failed cell bypass
DE10103031B4 (de) * 2001-01-24 2011-12-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Stromrichterschaltung
CN2785249Y (zh) * 2005-03-16 2006-05-31 刘文辉 一种h桥串联电压型逆变器中h桥功率模块的旁路电路
DE102005040543A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern
US20080252142A1 (en) * 2005-09-09 2008-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for Electrical Power Transmission
CN102067421B (zh) * 2008-06-17 2014-04-16 Abb研究有限公司 用于高压电力系统的电力设备
CN101478242B (zh) * 2009-01-15 2010-09-15 安徽长风电缆集团有限公司 H桥级联高压变频器功率单元脉冲控制与状态监控装置
JP5437392B2 (ja) * 2009-01-16 2014-03-12 エービービー テクノロジー アーゲー 火花により閉じる機械スイッチによって冗長性スイッチングセルを備える電圧形変換器の故障保護
ES2466353T3 (es) * 2010-04-08 2014-06-10 Alstom Technology Ltd. Transformador híbrido HVDC

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10327344A1 (de) * 2003-06-16 2005-01-27 Repower Systems Ag Windenergieanlage
US20080031024A1 (en) 2004-10-06 2008-02-07 Osmo Pasuri Method in connection with network converter, and network converter
WO2008125494A1 (de) 2007-04-16 2008-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum schutz von umrichtermodulen

Also Published As

Publication number Publication date
CA2793475A1 (en) 2011-09-29
KR20120130274A (ko) 2012-11-29
CA2793475C (en) 2015-11-24
CN102835018B (zh) 2015-12-02
US20130026841A1 (en) 2013-01-31
WO2011116816A1 (en) 2011-09-29
EP2567455B1 (en) 2017-06-28
EP2567455A1 (en) 2013-03-13
AU2010349377A1 (en) 2012-10-04
BR112012023820A2 (pt) 2016-08-02
US8638576B2 (en) 2014-01-28
AU2010349377B2 (en) 2016-06-30
CN102835018A (zh) 2012-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101377319B1 (ko) 전압 소스 컨버터 및 그 고장 처리 방법
US8503202B2 (en) Modular voltage source converter
CA2793542C (en) Converter cell for cascaded converters, control system and method for bypassing a faulty converter cell
US8848407B2 (en) Method in a voltage source chain-link converter, computer programs and computer program products
US8624437B2 (en) Power conversion system and method
US9473014B2 (en) Mechanical bypass switch device, converter arm and power converter
EP2471164B1 (en) Converter cell module with autotransformer bypass, voltage source converter system comprising such a module and a method for controlling such a system
US20160036342A1 (en) Power conversion device
US20220311354A1 (en) Intelligent discharge control for modular multilevel converter
JP4759535B2 (ja) 無停電電源装置
US20230198259A1 (en) Device and method for stabilizing an ac voltage grid

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee