KR102070554B1 - 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법 - Google Patents

서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102070554B1
KR102070554B1 KR1020197019023A KR20197019023A KR102070554B1 KR 102070554 B1 KR102070554 B1 KR 102070554B1 KR 1020197019023 A KR1020197019023 A KR 1020197019023A KR 20197019023 A KR20197019023 A KR 20197019023A KR 102070554 B1 KR102070554 B1 KR 102070554B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bridge
turn
submodule
cathode
full
Prior art date
Application number
KR1020197019023A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190086564A (ko
Inventor
주둥 딩
위 루
윈룽 둥
하이잉 리
제 톈
더펑 추
톈구이 장
젠양 롄
Original Assignee
엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드
엔알 엔지니어링 컴퍼니 리미티드
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 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드, 엔알 엔지니어링 컴퍼니 리미티드 filed Critical 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20190086564A publication Critical patent/KR20190086564A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102070554B1 publication Critical patent/KR102070554B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H02J7/022—
    • 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
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • 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
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
    • 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
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • 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
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without 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
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without 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
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without 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 in a bridge configuration
    • 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
    • H02J2007/10—
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

본 발명의 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법은, 충전 과정에서 풀 브리지 서브모듈을 하나씩 폐쇄시키는 것으로부터 반폐쇄로 변환시키는 반제어 충전 링크를 통하여, 하프 브리지 서브모듈의 비제어 단계에서 하프 브리지 서브모듈의 전압을 높여 하프 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 동작 시작점에 도달시킴으로써, 이로부터 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 동작 시작점을 향상시키고, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 설계 난이도를 낮춘다. 또한, 충전 과정에서 풀 브리지 서브모듈을 하나씩 폐쇄시키는 것으로부터 바이패스로 변환시키는 반제어 충전 링크를 통하여, 마찬가지로 상술한 목적을 달성할 수 있는, 또다른 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법을 공개한다.

Description

서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법
본 발명은 플렉시블 직류 송배전 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법에 관한 것이다.
플렉시블 직류는 전압원 컨버터를 사용하여, 유효 전력 및 무효 전력을 독립적으로 신속하게 제어할 수 있고, 이로부터 시스템 안정성을 향상시키고, 시스템 주파수 및 전압의 변동을 억제하며, 그리드 연결 시스템의 안정 상태 성능을 향상시킨다. 플렉시블 직류는 신에너지의 그리드 접속, 분산형 발전의 그리드 접속, 도서 지역 전원 공급, 도시 배전망 전원 공급 등 분야에서 비교적 큰 강점을 가진다. 컨버터는 플렉시블 직류 기술의 핵심 장비이며, 모듈화 멀티레벨 컨버터(modular multilevel converter, MMC)는 모듈화 디자인, 낮은 스위치 주파수, 우수한 고조파 성능 등 이점으로 인하여 현재 플렉시블 직류 공정에서 우선적인 해결수단이 된다.
현재 가동 중인 MMC 해결수단에 기반한 플렉시블 직류 공정은 하프 브리지 서브모듈 기반 모듈화 멀티레벨 컨버터(half bridge sub-module based modular multilevel converter, HB-MMC) 해결수단을 사용하는데, 컨버터 직류측에서 단락 고장이 발생할 경우, 교류 전원, 하프 브리지 서브모듈의 역병렬 다이오드 및 단락 고장 지점에는 단락 회로가 형성되나, 현 단계에서 고압 직류 차단기 기술 및 제조 공법이 아직 성숙되지 않았으므로, 교류 회로 차단기를 통해 고장 회로를 차단하고 또한 고장 전류가 자연적으로 0으로 감쇠되어야만 다시 작동할 수 있다. 따라서 상기 해결수단은 전원 공급을 복원시키는 지연 시간이 길어 전원 공급 신뢰성을 감소시킨다.
컨버터에 직류 고장 제거 기능을 가지게 하기 위하여, 국내외 학자들은 다양한 신형 토폴로지(topology)를 제안하였다. 그 중에서 MMC의 제안자인 독일 학자 R. Marquart는, 서브모듈을 기본 출력 단위로 하는 광범위한 MMC 개념을 제안하였고 또한 풀 브리지 서브모듈(full bridge sub-module, FBSM) 등 신형 서브모듈 토폴로지를 제안하였다. 그러나, 풀 브리지 서브모듈 기반의 모듈화 멀티레벨 컨버터(half bridge sub-module based modular multilevel converter, HB-MMC)는 스위칭 소자가 많고, 스위칭 소자 이용률이 높지 않아, 가동 소모가 크다. 이에 따라, 특허 WO2012103936A1에서는 하프 브리지 및 풀 브리지 서브모듈에 기반한 하이브리드 모듈화 멀티레벨 컨버터(HBFB-MMC) 해결수단을 제안하였는데, 이는 HB-MMC 및 FB-MMC의 이점을 겸비하고, 직류 고장 제거 기능을 갖는 동시에 FB-MMC 해결수단에 비해 스위칭 소자를 약 1/4로 감소시키므로, 상기 해결수단은 광범위한 응용 전망을 갖고 있다.
HBFB-MMC 해결수단에 있어서, 서브모듈의 하이브리드 컨버터는 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 위상 유닛을 포함하고, 각 위상 유닛은 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암을 포함하며, 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암은 상호 직렬 연결된 적어도 하나의 하프 브리지 서브모듈, 적어도 하나의 풀 브리지 서브모듈 및 적어도 하나의 리액터(reactor)를 포함하고, 컨버터 교류측은 충전용 저항 및 그 바이패스 스위치, 인입 스위치를 통해 교류 전력망과 연결된다. 하프 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 두 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점(terminal point)으로 사용되고, 제1 브리지의 음극은 하프 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되며, 제1 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되고, 제1 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결된다. 풀 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 네 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제3 턴오프 가능 소자의 음극과 제4 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제2 브리지를 구성하며, 제3 턴오프 가능 소자의 양극은 제2 브리지의 양극으로 사용되고, 제4 턴오프 가능 소자의 음극은 제2 브리지의 음극으로 사용되며, 제3 턴오프 가능 소자와 제4 턴오프 가능 소자의 연결점은 풀 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 양극, 제2 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되며, 제1 브리지의 음극, 제2 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결된다.
비제어(uncontrolled) 충전 시 모든 하프 브리지 서브모듈은 폐쇄되고, 모든 풀 브리지 서브모듈도 폐쇄된다. 하프 브리지 서브모듈의 비제어 충전시의 모식도는 도 5에 도시된 바와 같고, 전류가 제1 종단점으로부터 유입될 경우에는 하프 브리지 서브모듈의 에너지 저장 소자는 충전 회로에 연결되어 에너지 저장 소자가 충전되고, 전류가 제1 종단점으로부터 유출될 경우에는 하프 브리지 서브모듈의 에너지 저장 소자는 충전 회로에 연결되지 않아, 에너지 저장 소자가 충전되지 않는다. 풀 브리지 서브모듈의 비제어 충전시의 모식도는 도 6에 도시된 바와 같고, 전류가 제1 종단점으로부터 유입될 때에는 풀 브리지 서브모듈의 에너지 저장 소자는 충전 회로에 연결되어, 에너지 저장 소자가 충전되고, 전류가 제1 종단점으로부터 유출될 때에는 풀 브리지 서브모듈의 에너지 저장 소자는 충전 회로에 연결되지 않아, 에너지 저장 소자가 충전되지 않는다. 풀 브리지 서브모듈의 충전 시간이 하프 브리지 서브모듈의 충전 시간의 약 두 배이므로, 비제어 충전 시 풀 브리지 서브모듈의 전압은 하프 브리지 서브모듈의 전압의 약 두 배이다. 그런데 고압인 경우에 서브모듈의 동작은 셀프 파워 서플라이에 의존해야 하고, 일반적인 경우 셀프 파워 서플라이의 작동 전압은 매우 낮아서는 안되는데, 낮을 경우 교류 비제어 충전 단계에서 하프 브리지 서브모듈은 제어되지 않으므로, 다음 단계의 전제어(full-controlled) 충전 프로세스를 수행할 수 없게 된다. 따라서 하프 브리지 서브모듈의 비제어 단계에서 하프 브리지 서브모듈의 전압을 높임으로써 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 동작 시작점을 향상시키고, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 설계 난이도를 낮출 수 있도록 서브모듈의 하이브리드 컨버터의 충전 방법을 설계할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 하프 브리지 및 풀 브리지 서브모듈 기반 모듈화 멀티레벨 컨버터의 교류 비제어 충전의 특징에 대하여, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 작동 전압이 감소되지 않는 경우에 HBFB-MMC컨버터를 원활하게 충전시켜, 작동 과정을 완료하는, 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명이 사용하는 기술적 해결수단은,
서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법으로서, 상기 충전 방법은 구체적으로,
컨버터가 비제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (1);
풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 공급받고, 파워를 성공적으로 공급받은 후 전압의 내림차순으로 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되고, 하나씩 또는 한 번에 여러 개씩 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되는 수량이 증가되며, 이 과정에서, 바이패스되지 않은 나머지 풀 브리지 서브모듈이 폐쇄되고, 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄 상태로 유지되는 단계 (2); 및
모든 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄된 후, 컨버터가 전제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (3)을 포함한다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 하프 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 두 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 음극은 하프 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되며, 제1 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되고, 제1 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되며,
상기 풀 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 네 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제3 턴오프 가능 소자의 음극과 제4 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제2 브리지를 구성하며, 제3 턴오프 가능 소자의 양극은 제2 브리지의 양극으로 사용되고, 제4 턴오프 가능 소자의 음극은 제2 브리지의 음극으로 사용되며, 제3 턴오프 가능 소자와 제4 턴오프 가능 소자의 연결점은 풀 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 양극, 제2 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되며, 제1 브리지의 음극, 제2 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결된다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 단계 (2)에서 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 구체적으로, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 단계 (3)에서 상기 전제어 충전은 하프 브리지 서브모듈 일부를 폐쇄하고, 하프 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하며; 풀 브리지 서브모듈 일부를 반폐쇄하고, 풀 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는 하프 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 구체적으로, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하는 것이다.
본 발명은 또한 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법을 공개하며, 상기 충전 방법은 구체적으로,
컨버터가 비제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (1);
풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 공급받고, 파워를 성공적으로 공급받은 후 전압의 내림차순으로 풀 브리지 서브모듈이 바이패스되고, 하나씩 또는 한 번에 여러 개씩 풀 브리지 서브모듈이 바이패스되는 수량이 증가되며, 이 과정에서, 상기 프로세스에 의해 바이패스되지 않은 나머지 풀 브리지 서브모듈이 폐쇄되고, 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄 상태로 유지되는 단계 (2);
하프 브리지 서브모듈의 평균 전압이 풀 브리지 서브모듈의 평균 전압보다 K배 클 경우, 모든 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되고 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄되며, 0.6 < K < 1.4인 단계 (3); 및
컨버터가 전제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (4)를 포함한다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 단계 (4)에서 상기 전제어 충전은 구체적으로, 하프 브리지 서브모듈 일부를 폐쇄하고, 하프 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하며; 풀 브리지 서브모듈 일부를 반폐쇄하고, 풀 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 하프 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 두 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 음극은 하프 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되며, 제1 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되고, 제1 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되며,
상기 풀 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 네 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제3 턴오프 가능 소자의 음극과 제4 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제2 브리지를 구성하며, 제3 턴오프 가능 소자의 양극은 제2 브리지의 양극으로 사용되고, 제4 턴오프 가능 소자의 음극은 제2 브리지의 음극으로 사용되며, 제3 턴오프 가능 소자와 제4 턴오프 가능 소자의 연결점은 풀 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 양극, 제2 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되며, 제1 브리지의 음극, 제2 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결된다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 구체적으로, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는 구체적으로, 하프 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것이다.
본 발명의 더욱 바람직한 해결수단으로서, 상기 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 구체적으로, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하는 것이다.
상술한 해결수단을 사용한 후, 본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명에 의해 제공된 충전 방법은, 하프 브리지 서브모듈의 비제어 단계에서 하프 브리지 서브모듈의 전압을 높일 수 있다.
(2) 본 발명에 의해 제공된 충전 방법은, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이 동작 시작점을 향상시키고, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 설계 난이도를 낮출 수 있으며, 서브모듈의 셀프 파워 서플라이의 작동 전압이 감소되지 않는 경우에 HBFB-MMC 컨버터를 원활하게 충전시켜, 작동 과정을 완료할 수 있다.
도 1은 하프 브리지 및 풀 브리지 서브모듈 기반의 하이브리드 모듈화 멀티레벨 컨버터를 도시한다.
도 2는 플렉시블 직류 컨버터 스테이션의 단선도이다.
도 3은 충전 흐름도 (1)이다.
도 4는 충전 흐름도 (2)이다.
도 5는 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄되는 모식도이다.
도 6은 풀 브리지 서브모듈이 폐쇄되는 모식도이다.
도 7은 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되는 모식도이다.
도 8은 하프 브리지 서브모듈이 바이패스되는 모식도이다.
도 9는 풀 브리지 서브모듈이 바이패스되는 모식도이다.
이하, 첨부된 도면 및 구체적인 실시예를 결합하여, 본 발명의 기술적 해결수단을 상세하게 설명하기로 한다.
하기 실시예에서 언급되는 서브모듈 하이브리드 컨버터는 도 1에 도시된 바와 같으며, 하프 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자는 Q1h이고, 제2 턴오프 가능 소자는 Q2h이며, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자는 Q1f이고, 제2 턴오프 가능 소자는 Q2f이며, 제3 턴오프 가능 소자는 Q3f이고, 제4 턴오프 가능 소자는 Q4f이다.
서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨버터 교류측은 충전용 저항 및 그 바이패스 스위치, 인입 스위치를 통해 교류 전력망과 연결되고, 충전 단계는 도 3에 도시된 바와 같으며, 구체적으로는 다음과 같다.
(1) 인입 스위치(QF)를 닫아, 컨버터 밸브의 충전용 저항이 비제어 충전을 수행하도록 하며, 충전 전류가 설정값Iset보다 작거나 직류 전압이 설정값 Uset보다 클 경우 바이패스 스위치(QA)를 닫고, 충전용 저항을 바이패스하되, 여기서 Iset < 0.1 pu이고, Uset > 0.5 pu이며, 이 경우 풀 브리지 서브모듈의 전압은 하프 브리지 서브모듈 전압의 약 두 배이고, 양자의 전압은 모두 비교적 낮은 편이다.
(2) 풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 성공적으로 공급받은 후, 전압이 가장 높은 N개 풀 브리지 서브모듈이 선택되어 반폐쇄되되, N은 0부터 시작하여 점차 증가되며, 나머지 풀 브리지 서브모듈은 폐쇄되고 모든 하프 브리지 서브모듈도 폐쇄되며, N이 점차 증가됨에 따라, 하프 브리지 서브모듈 전압의 평균 전압은 점차 증가되고, 풀 브리지 서브모듈의 평균 전압의 전압도 점차 증가되며, 양자가 점차 근접되면서, 모든 풀 브리지 서브모듈 전압은 평형을 이룬다.
(3) 모든 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄된 후, 하프 브리지 서브모듈 평균 전압과 풀 브리지 서브모듈 평균 전압은 근접되어, 다시 전제어 충전 프로세스를 수행한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 Q1f, Q2f, Q3f를 턴오프하고 Q4f를 턴온하거나 Q2f, Q3f, Q4f를 턴오프하고 Q1f를 턴온하는 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는 Q1h를 턴오프하고 Q2h를 턴온하는 것이며, 도 9에 도시된 바와 같이, 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 Q1f, Q3f를 턴오프하고 Q1f, Q3f를 턴온하거나 Q2f, Q4f를 턴오프하고 Q1f, Q3f를 턴온하는 것이다.
전제어 충전은 두 가지 서브모듈의 전압 균형을 제어 목표로 하는바, 하프 브리지 서브모듈 및 풀 브리지 서브모듈을 집중적으로 배열시키면, 종래의 문헌에 의해 제공된 전압 균형 전략과 스트로브 방법에 따라 작업하고, 하프 브리지 서브모듈 및 풀 브리지 서브모듈을 조를 나누어 배열시키면, 종래의 문헌에 따라 각각 브리지 암 전체의 바이패스 개수를 할당한 다음, 종래의 문헌에 의해 제공된 전압 균형 전략과 스트로브 방법에 따라 작업한다.
서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨버터 교류측은 충전용 저항 및 그 바이패스 스위치, 인입 스위치를 통해 교류 전력망과 연결되고, 충전 단계는 도 4에 도시된 바와 같으며, 구체적인 단계는 다음과 같다.
(1) 인입 스위치(QF)를 닫아, 컨버터 밸브의 충전용 저항이 비제어 충전을 수행하도록 하며, 충전 전류가 설정값Iset보다 작거나 직류 전압이 설정값 Uset보다 클 경우 바이패스 스위치(QA)를 닫고 충전용 저항을 바이패스하되, 여기서 Iset < 0.1 pu이고, Uset > 0이며, 이 경우 풀 브리지 서브모듈의 전압은 하프 브리지 서브모듈 전압의 약 두 배이고, 양자의 전압은 모두 비교적 낮은 편이다.
(2) 풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 성공적으로 공급받은 후, 전압이 가장 높은 N개 풀 브리지 서브모듈이 선택되어 바이패스되되, N은 0부터 시작하여 점차 증가되며, 나머지 풀 브리지 서브모듈은 폐쇄되고 모든 하프 브리지 서브모듈도 폐쇄되며, N이 점차 증가됨에 따라, 하프 브리지 서브모듈 전압의 평균 전압은 점차 증가되고, 모든 풀 브리지 서브모듈 전압은 평형을 이룬다.
(3) 하프 브리지 서브모듈의 평균 전압이 풀 브리지 서브모듈의 평균 전압보다 K배 클 경우, 모든 풀 브리지 서브모듈은 반폐쇄되고 모든 하프 브리지 서브모듈은 폐쇄되되, 여기서 0.6 < K < 1.4이다.
(4) 전제어 충전 프로세스를 수행한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 Q1f, Q2f, Q3f를 턴오프하고 Q4f를 턴온하거나, Q2f, Q3f, Q4f를 턴오프하고 Q1f를 턴온하는 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는 Q1h를 턴오프하고 Q2h를 턴온하는 것이며, 도 9에 도시된 바와 같이, 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 Q1f, Q3f를 턴오프하고 Q2f, Qf4를 턴온하거나 Q2f, Q4f를 턴오프하고 Q1f, Q3f를 턴온하는 것이다.
전제어 충전은 두 가지 서브모듈의 전압 균형을 제어 목표로 하는바, 하프 브리지 서브모듈 및 풀 브리지 서브모듈을 집중적으로 배열시키면, 종래의 문헌에 의해 제공된 전압 균형 전략과 스트로브 방법에 따라 작업하고, 하프 브리지 서브모듈 및 풀 브리지 서브모듈을 조를 나누어 배열시키면, 종래의 문헌에 따라 각각 브리지 암 전체의 바이패스 개수를 할당한 다음, 종래의 문헌에 의해 제공된 전압 균형 전략과 스트로브 방법에 따라 작업한다.
상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호 범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 본 발명에 의해 제안된 기술적 사상에 따라 기술적 수단을 기반으로 수행되는 임의의 변경은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.

Claims (12)

  1. 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법으로서,
    상기 컨버터는 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암을 적어도 포함하고, 각각의 브리지 암은, 각각이 복수의 턴오프 가능 소자 및 적어도 하나의 에너지 저장 소자를 가지고 또한 상호 직렬 연결된 복수의 하프 브리지 서브모듈 및 복수의 풀 브리지 서브모듈을 적어도 포함하고,
    상기 충전 방법은,
    컨버터가 비제어(uncontrolled) 충전 프로세스를 수행하는 단계 (1);
    풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 공급받고, 파워를 성공적으로 공급받은 후 전압의 내림차순으로 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되고, 하나씩 또는 한 번에 복수 개씩 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되는 수량이 증가되며, 이 과정에서, 바이패스되지 않은 나머지 풀 브리지 서브모듈이 폐쇄되고, 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄 상태로 유지되는 단계 (2) - 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 풀 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 하나를 턴온함으로써 수행되고, 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 적어도 하나의 턴 오프 가능 소자를 턴온함으로써 에너지 저장 소자가 충전되지 않도록 하는 것이며, 하프 브리지 서브모듈 또는 풀 브리지 서브모듈의 폐쇄는 모든 턴오프 가능 소자를 턴오프함으로써 수행됨 - ; 및
    모든 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄된 후, 풀 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 적어도 하나 및 하프 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 적어도 하나를 턴온함으로써 컨버터가 전제어(full-controlled) 충전 프로세스를 수행하는 단계 (3)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하프 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 두 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 음극은 하프 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되며, 제1 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되고, 제1 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되며;
    상기 풀 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 네 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제3 턴오프 가능 소자의 음극과 제4 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제2 브리지를 구성하며, 제3 턴오프 가능 소자의 양극은 제2 브리지의 양극으로 사용되고, 제4 턴오프 가능 소자의 음극은 제2 브리지의 음극으로 사용되며, 제3 턴오프 가능 소자와 제4 턴오프 가능 소자의 연결점은 풀 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 양극, 제2 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되며, 제1 브리지의 음극, 제2 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    단계 (2)에서 상기 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는, 상기 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    단계 (3)에서 상기 전제어 충전은 하프 브리지 서브모듈 일부를 폐쇄하고, 하프 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하며; 풀 브리지 서브모듈 일부를 반폐쇄하고, 풀 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하는 것이되, 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는, 적어도 하나의 턴 오프 가능 소자를 턴온함으로써 에너지 저장 소자가 충전되지 않도록 하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는 하프 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서,
    상기 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  7. 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법으로서,
    상기 컨버터는 상부 브리지 암 및 하부 브리지 암을 적어도 포함하고, 각각의 브리지 암은, 각각이 복수의 턴오프 가능 소자 및 적어도 하나의 에너지 저장 소자를 가지고 또한 상호 직렬 연결된 복수의 하프 브리지 서브모듈 및 복수의 풀 브리지 서브모듈을 적어도 포함하고,
    상기 충전 방법은,
    컨버터가 비제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (1);
    풀 브리지 서브모듈의 셀프 파워 서플라이가 파워를 공급받고, 파워를 성공적으로 공급받은 후 전압의 내림차순으로 풀 브리지 서브모듈이 바이패스되고, 하나씩 또는 한 번에 복수 개씩 풀 브리지 서브모듈이 바이패스되는 수량이 증가되며, 이 과정에서, 바이패스되지 않은 나머지 풀 브리지 서브모듈이 폐쇄되고, 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄 상태로 유지되는 단계 (2) - 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는 풀 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 하나를 턴온함으로써 수행되고, 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는 적어도 하나의 턴 오프 가능 소자를 턴온함으로써 에너지 저장 소자가 충전되지 않도록 하는 것이며, 하프 브리지 서브모듈 또는 풀 브리지 서브모듈의 폐쇄는 모든 턴오프 가능 소자를 턴오프함으로써 수행됨 - ;
    하프 브리지 서브모듈의 평균 전압이 풀 브리지 서브모듈의 평균 전압보다 K배 클 경우, 모든 풀 브리지 서브모듈이 반폐쇄되고 모든 하프 브리지 서브모듈이 폐쇄되며, 0.6 < K < 1.4인 단계 (3); 및
    풀 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 적어도 하나 및 하프 브리지 서브모듈의 턴오프 가능 소자 중 적어도 하나를 턴온함으로써 컨버터가 전제어 충전 프로세스를 수행하는 단계 (4)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    단계 (4)에서 전제어 충전은, 하프 브리지 서브모듈 일부를 폐쇄하고, 하프 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하며; 풀 브리지 서브모듈 일부를 반폐쇄하고, 풀 브리지 서브모듈 일부를 바이패스하는 것이되, 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는, 적어도 하나의 턴 오프 가능 소자를 턴온함으로써 에너지 저장 소자가 충전되지 않도록 하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하프 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 두 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 음극은 하프 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되며, 제1 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되고, 제1 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되며;
    상기 풀 브리지 서브모듈은 역병렬 다이오드를 구비한 네 개의 턴오프 가능 소자 및 하나의 에너지 저장 소자를 적어도 포함하고, 제1 턴오프 가능 소자의 음극과 제2 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제1 브리지를 구성하며, 제1 턴오프 가능 소자의 양극은 제1 브리지의 양극으로 사용되고, 제2 턴오프 가능 소자의 음극은 제1 브리지의 음극으로 사용되며, 제1 턴오프 가능 소자와 제2 턴오프 가능 소자의 연결점은 하프 브리지 서브모듈의 제1 종단점으로 사용되고, 제3 턴오프 가능 소자의 음극과 제4 턴오프 가능 소자의 양극은 서로 연결되어 제2 브리지를 구성하며, 제3 턴오프 가능 소자의 양극은 제2 브리지의 양극으로 사용되고, 제4 턴오프 가능 소자의 음극은 제2 브리지의 음극으로 사용되며, 제3 턴오프 가능 소자와 제4 턴오프 가능 소자의 연결점은 풀 브리지 서브모듈의 제2 종단점으로 사용되고, 제1 브리지의 양극, 제2 브리지의 양극은 에너지 저장 소자의 양극과 서로 연결되며, 제1 브리지의 음극, 제2 브리지의 음극은 에너지 저장 소자의 음극과 서로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 풀 브리지 서브모듈의 반폐쇄는, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제2 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 하프 브리지 서브모듈의 바이패스는, 하프 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자를 턴온하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 풀 브리지 서브모듈의 바이패스는, 풀 브리지 서브모듈의 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴오프하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴온하거나 제1 턴오프 가능 소자, 제3 턴오프 가능 소자를 턴온하고 제2 턴오프 가능 소자, 제4 턴오프 가능 소자를 턴오프하는 것임을 특징으로 하는,
    서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법.
KR1020197019023A 2017-01-16 2018-01-12 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법 KR102070554B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710029574.5 2017-01-16
CN201710029574.5A CN106712248B (zh) 2017-01-16 2017-01-16 一种子模块混合型换流器的充电方法
PCT/CN2018/072417 WO2018130205A1 (zh) 2017-01-16 2018-01-12 一种子模块混合型换流器的充电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190086564A KR20190086564A (ko) 2019-07-22
KR102070554B1 true KR102070554B1 (ko) 2020-01-29

Family

ID=58907603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197019023A KR102070554B1 (ko) 2017-01-16 2018-01-12 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10763761B2 (ko)
EP (1) EP3531531A4 (ko)
JP (1) JP6716793B2 (ko)
KR (1) KR102070554B1 (ko)
CN (1) CN106712248B (ko)
MX (1) MX2019007830A (ko)
WO (1) WO2018130205A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106712248B (zh) * 2017-01-16 2019-06-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块混合型换流器的充电方法
KR101943885B1 (ko) * 2017-06-02 2019-01-30 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
CN110383659B (zh) * 2018-02-23 2021-09-17 Abb电网瑞士股份公司 包括半桥子模块和全桥子模块的混合的变流器的通电
CN109067162B (zh) * 2018-08-21 2020-06-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种混合型模块化多电平换流器的启动方法及装置
EP3683950A1 (de) * 2019-01-21 2020-07-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur regelung eines modularer mehrpunktumrichters mit halb- und vollbrückenzellen
EP3713073A1 (de) * 2019-03-19 2020-09-23 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichter und verfahren zu dessen regelung
CN109980673B (zh) * 2019-04-03 2022-07-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种模块化多电平换流器带电投入运行的方法及控制系统
WO2021037346A1 (de) * 2019-08-27 2021-03-04 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum vorladen von modulen eines modularen multilevelstromrichters
CN113676061B (zh) * 2020-05-15 2023-06-27 南京南瑞继保电气有限公司 动态平衡式换流器系统及其控制方法
CN114070107B (zh) * 2020-07-31 2023-08-08 南京南瑞继保电气有限公司 混合型换流器的充电控制方法及装置
CN112366745B (zh) * 2020-10-10 2023-06-27 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 一种集中式模块化DC Chopper拓扑及控制方法
EP4027506A1 (de) * 2021-01-08 2022-07-13 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Stromrichter und verfahren zum betreiben des stromrichters

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012103936A1 (de) 2011-02-01 2012-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum beseitigen eines fehlers an einer hochspannungs-gleichstromleitung, anlage zum übertragen eines elektrischen stromes über eine hochspannungs-gleichstromleitung und umrichter

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4969614B2 (ja) * 2009-07-21 2012-07-04 株式会社日立製作所 電力変換装置
CN102859861B (zh) * 2009-07-31 2016-01-20 阿尔斯通技术有限公司 可配置的混合转换器电路
CN102823126B (zh) * 2010-03-18 2016-06-01 Abb研究有限公司 用于级联转换器的转换器单元、用于旁路故障转换器单元的控制系统和方法
KR102005104B1 (ko) * 2012-03-01 2019-07-30 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 제어회로
CA2869628C (en) * 2012-03-22 2017-04-11 Alstom Technology Ltd Power electronic converter
CN102739030A (zh) * 2012-07-04 2012-10-17 浙江省电力试验研究院技术服务中心 一种全桥型mmc-hvdc的启动方法
CN102931863B (zh) * 2012-11-12 2015-04-15 华北电力大学 一种建立模块化多电平换流器的混合结构模型的方法
CN103051167B (zh) * 2012-12-12 2015-01-14 广东电网公司电力科学研究院 一种基于mmc的upqc充电启动方法
KR101636794B1 (ko) * 2013-08-12 2016-07-06 서울대학교산학협력단 고전압 전력 전송 시스템의 전류 억제 장치 및 그것의 제어 방법
CN105098812B (zh) * 2014-05-22 2018-03-30 南京南瑞继保电气有限公司 一种三极柔性直流输电系统和方法
CN104143831B (zh) * 2014-07-07 2016-07-06 华南理工大学 一种第三端模块化多电平换流器的预充电方法
CN105656299B (zh) * 2015-01-30 2018-10-30 华北电力大学 一种适用于全桥模块化多电平换流器的启动策略
US9806633B2 (en) * 2015-02-06 2017-10-31 Indian Institute Of Technology Bombay Modular multilevel current source and voltage source converters to increase number of output current levels and output voltage levels
CN104917393B (zh) * 2015-06-09 2018-02-16 合肥科威尔电源系统有限公司 一种基于mmc技术的光伏储能一体化直流变换器结构
DE102015109466A1 (de) * 2015-06-15 2016-12-15 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Stromrichter-Submodul mit Kurzschlusseinrichtung und Stromrichter mit diesem
CN105119508B (zh) * 2015-09-18 2017-09-22 山东建筑大学 全桥与半桥子模块混联的模块化多电平换流器及启动方法
CN105207504B (zh) * 2015-10-09 2018-02-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种具有增强电压特性半桥全桥混合型的mmc拓扑
US10460057B2 (en) * 2015-11-10 2019-10-29 Wei Li Apparatus and method for modelling a modular multilevel converter in an electronic simulator
KR101629397B1 (ko) * 2015-12-03 2016-06-13 연세대학교 산학협력단 비대칭 모듈러 멀티레벨 컨버터 제어 장치 및 방법
JP6161774B2 (ja) * 2016-08-02 2017-07-12 三菱電機株式会社 送電系統システム、電力変換装置および開閉器
CN106787087A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 许继集团有限公司 混合式mmc排序均压充电方法、启动方法及装置
CN106712248B (zh) * 2017-01-16 2019-06-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块混合型换流器的充电方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012103936A1 (de) 2011-02-01 2012-08-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum beseitigen eines fehlers an einer hochspannungs-gleichstromleitung, anlage zum übertragen eines elektrischen stromes über eine hochspannungs-gleichstromleitung und umrichter

Also Published As

Publication number Publication date
US20200076321A1 (en) 2020-03-05
WO2018130205A1 (zh) 2018-07-19
KR20190086564A (ko) 2019-07-22
JP6716793B2 (ja) 2020-07-01
EP3531531A4 (en) 2020-06-10
MX2019007830A (es) 2019-09-09
US10763761B2 (en) 2020-09-01
EP3531531A1 (en) 2019-08-28
CN106712248A (zh) 2017-05-24
CN106712248B (zh) 2019-06-18
JP2020515212A (ja) 2020-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102070554B1 (ko) 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법
KR102070553B1 (ko) 서브모듈 기반 하이브리드 컨버터의 충전 방법
CN113991662B (zh) 基于lcc-mmc的能量路由系统及直流故障保护方法
CN111525826B (zh) 一种模块化电容换相换流器和方法
CN103580048A (zh) 一种集成有源电力滤波器的链式电池储能系统
CN110137977B (zh) 换流站串联调节系统及控制方法
Tayyab et al. Submodule capacitor voltage balancing of modular multilevel converter
Mohamad et al. The effects of number of conducting switches in a cascaded multilevel inverter output
CN105656339A (zh) 一种提高直流输电换相能力的大容量半控型子模块
CN113690919A (zh) 具有电网换相的变流器的变流器装置和用于启动其的方法
Bakas et al. Hybrid converter with alternate common arm and director thyristors for high-power capability
CN106972541A (zh) 一种基于混合型子模块mmc的配电网多端柔性互联开关
CN116566211A (zh) 真双极隔离式模块化多电平直流变压器及控制方法
Ahmed et al. Modified half-bridge modular multilevel converter for HVDC systems with DC fault ride-through capability
Wang et al. High-efficiency solid state transformer architecture for large-scale PV application
CN107947611B (zh) 一种应用于柔性直流输电系统的mmc模块拓扑结构
Zhang et al. Development of a flexible modular multilevel converter test-bed
Xia et al. DC fault ride through strategy of a PWM-CSC based hybrid HVDC transmission system
Donoso et al. Predictive-based modulation schemes for the hybrid modular multilevel converter
CN109088549B (zh) 采用分裂电抗的换流器
Wang et al. Design and optimization of modular multilevel DC transformer
JP2020205681A (ja) 電力変換装置
US11764703B1 (en) Power conversion method for alternating current direct grid-connected type battery energy storage system
CN113964826B (zh) 一种适用于光伏逆变器的双向故障穿越控制策略
Kumar et al. Maximum utilization of DC link voltage in grid connected hybrid modular multilevel converter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant