KR20210032484A - 양극성 양방향 직류 컨버터 및 그 제어 방법과 제어 장치 - Google Patents

양극성 양방향 직류 컨버터 및 그 제어 방법과 제어 장치 Download PDF

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종펑 장
제 톈
예위안 시에
하이잉 리
유 왕
졘 거
?? 거
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엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원에서는 양극성 양방향 직류 컨버터 및 그 제어 방법과 제어 장치를 제공한다. 양극성 양방향 직류 컨버터에는 적어도 두 개의 밸브 그룹 스트링과 적어도 여섯 개의 자기 소자가 포함되고, 밸브 그룹 스트링과 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 연결 관계에 의하여 I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링으로 구분되며; I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 양극을 구성하며; II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극에 연결되며, 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점을 구성하고, II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극이 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 음극을 구성하며; 각 밸브 그룹 스트링에는 고전압 직류 포트, 저전압 직류 포트, 적어도 세 개의 교류 포트가 포함되고, 각 교류 포트는 하나의 자기 소자에 연결되며; 동일한 밸브 그룹 스트링 내의 모든 교류 포트가 연결되는 자기 소자의 타단이 연결된다.

Description

양극성 양방향 직류 컨버터 및 그 제어 방법과 제어 장치
본 출원은 전력 전자 응용 분야에 관한 것이고, 직류 그리드와 양방향 직류 컨버터에 관한 것으로서, 특히 양극성 양방향 직류 컨버터 및 그 제어 방법과 제어 장치에 관한 것이다.
양방향 직류 컨버터는 직류 그리드 중 전압 변환을 구현하는 중요한 구성 장치로서, 날로 많은 직류 그리드 분야 학자들의 관심을 받고 있다. 고전압 변환 상황에서, 스위치 튜브 장치 응력과 원가의 영향을 받아, 해당 유형 응용의 양방향 직류 컨버터는 대부분 ISOP, ISOS 구조 또는 MMC 백투백 구조 기반의 전기 에너지 변환 장치를 사용한다. 그 중에서, MMC 백투백 구조 기반의 전기 에너지 변환 장치는 고 내지 고/중 전압 직류 전력 공급 시스템 간의 전기 에너지 변환에 더욱 적합하다.
직류 전력 공급 시스템의 지면 절연 응력을 낮추기 위하여, 일반적으로 시스템의 직류 버스에 대하여 양극성 접선 형식을 사용하는 바, 즉 직류 버스의 양극과 음극의 지면 절연 전압이 양/음극 간 전압의 절반이다. 양극성 접선 형식은 일반적으로 허위 양극성과 진실 양극성 두 가지 접선 형식이다. 허위 양극성 접선 형식 하에서, 직류 시스템의 버스의 한 극이 작동 정지할 때, 다른 한 극도 반드시 작동 정지하여야 하는 상황을 초래하며; 진실 양극성 접선 형식 하에서, 직류 시스템의 버스의 한 극이 작동 정지할 때, 다른 한 극의 작동에 영향을 미치지 않는다. MMC 백투백 구조는 격리형의 양방향 직류 컨버터로서, 조합을 통하여 비교적 쉽게 여러 가지 진실/허위 양극성 등 서로 다른 버스 접선 형식 하의 직류 버스 간의 전기 에너지 양방향 전달을 구현할 수 있다.
하지만 MMC 백투백 구조에는 두 개의 MMC 컨버터 밸브 그룹과 하나의 대전력 작동 주파수 또는 중간 주파수 교류 변압기가 포함되어, 건설 원가가 상대적으로 높다. 어느 문헌에서는 MMC 백투백 구조를 개선하여 취득한 AUTO-DC 구조의 양방향 직류 컨버터를 연구하였고, 해당 컨버터 원리는 교류 단권 변압기와 유사한 바, 비격리의 양방향 직류 컨버터이다. MMC 백투백 구조에 비하여, 교류 변압기와 컨버터 밸브 그룹의 용량을 감소시킬 수 있고, 일부 격리 요구가 높지 않은 상황에 응용하기 적합하다. 하지만, AUTO-DC 구조는 비격리 회로이고, 직접 교류 단권 변압기를 참조하여 취득한 AUTO-DC 구조로서, 직접 양극성 시스템에서 응용할 수 없다. 예를 들면, 고전압 측 포트의 직류 버스가 허위 양극성 접선 형식을 사용할 때, AUTO-DC 구조를 통하여 변환한 후, 저전압 측 포트의 음극 또는 양극이 고전압 측 포트 음극 또는 양극과 동일한 점이 되기 때문에, 이의 지면 절연 전압은 고전압 측 양/음극 간 전압의 절반으로 되어, 설비 저전압 측의 지면 절연 응력을 증가시킨다.
현재 특허 CN105048813A이 AUTO-DC 구조에 대하여 최적화를 진행하였는 바, 최적화 후의 AUTO-DC 구조는 고전압 측 직류 버스가 허위 양극성이고 또한 저전압 측 직류 버스도 마찬가지로 허위 양극성의 직류 전력 제공 시스템 간의 전기 에너지 변환인 것을 구현할 수 있다. 하지만, 만일 실제 직류 시스템에서, 고전압 측 직류 버스가 허위 양극성이고 저전압 측 직류 버스가 진실 양극성 접선 형식일 때, 특허 CN105048813A의 방안을 사용하면, 단지 저전압 측 포트의 양단을 저전압 직류 버스의 양/음극 두 극에 연결할 수 있고, 저전압 측의 한 극의 버스가 작동 정지된 후, 해당 방안은 다른 한 극의 중립점에 대한 회로를 제공하지 않았기 때문에, 전체 시스템을 작동 정지시킬 수 밖에 없다.
이를 감안하여, 본 출원의 실시예에서는 양극성 양방향 직류 컨버터를 제공하는 바, 상기 밸브 그룹 스트링과 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 연결 관계에 의하여 구분되는 적어도 두 개의 밸브 그룹 스트링이 포함되며; 적어도 두 개의 밸브 그룹 스트링과 적어도 여섯 개의 자기 소자가 포함되고, 밸브 그룹 스트링과 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 연결 관계에 의하여 I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링으로 구분되며; I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 양극을 구성하며; II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극에 연결되며, 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점을 구성하고, II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극이 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 음극을 구성하며; 각 밸브 그룹 스트링에는 고전압 직류 포트, 저전압 직류 포트, 적어도 세 개의 교류 포트가 포함되고, 모든 상기 고압 직류 포트의 양극이 연결되고, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 측 포트의 양극으로 사용되며; 모든 상기 고압 직류 포트의 음극이 연결되고, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 고전압 측 포트의 음극으로 사용되며; 각 교류 포트는 하나의 자기 소자에 연결되며; 동일한 밸브 그룹 스트링 내의 모든 교류 포트가 연결되는 자기 소자의 타단이 연결된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터에는 또한 제1 격리 스위치, 제2 격리 스위치, 제3 격리 스위치, 제4 격리 스위치, 제5 격리 스위치, 제6 격리 스위치가 포함되는 바, 제1 격리 스위치는 상기 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극과 고전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결되며;상기 제2 격리 스위치는 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극과 고전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결되며; 제3 격리 스위치는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결되며; 제4 격리 스위치는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결되며; 제5 격리 스위치는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결되며; 제6 격리 스위치는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 자기 소자가 리액터이다.
일부 실시예에 의하면, 상기 자기 소자가 교류 변압기이다.
일부 실시예에 의하면, 상기 밸브 그룹 스트링에는 모두 전압형 컨버터가 포함되고, 상기 전압형 컨버터는 상기 밸브 그룹 스트링의 교류 포트 수량과 같으며, 상기 전압형 컨버터에는 교류-직류 변환 회로가 포함되고, 상기 교류-직류 변환 회로에는 적어도 하나의 교류 포트와 하나의 직류 포트가 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 밸브 그룹 스트링 중의 모든 상기 전압형 컨버터의 직류 포트는 순차적으로 머리와 꼬리를 물고 직렬 연결되고, 첫번째 전압형 컨버터의 직류 포트 양극이 상기 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극이고, 마지막 전압형 컨버터의 직류 포트 음극이 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극이며; 모든 상기 교류 포트가 상기 밸브 그룹 스트링의 교류 포트이다.
일부 실시예에 의하면, 상기 밸브 그룹 스트링에서 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 양극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 하며; 그 중에서, 전압이 높은 양극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 양극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 하며; I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같으며; II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다.
선택적으로, 상기 밸브 그룹 스트링에서 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 음극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 하며; 그 중에서, 전압이 높은 음극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 음극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 하며; 그 중에서, I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같으며; II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다.
일부 실시예에 의하면, 상기 전압형 컨버터에는, 적어도 두 그룹 모두 네 개의 두 개씩 직렬 연결된 밸브 암이 포함되며; 그 중에서, 각 밸브 암에는 직렬 연결되는 밸브 암 리액터와 전력 모듈이 포함되며; 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 양단을 병렬 연결하여, 상기 전압형 컨버터의 직류 포트로 하며; 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 중점을 인출하여, 상기 전압형 컨버터의 교류 포트로 한다.
일부 실시예에 의하면, 상기 전력 모듈에는 하프 브리지 + 커패시터 구조가 포함된다.
선택적으로, 상기 전력 모듈에는 풀 브리지 + 커패시터 구조가 포함된다.
선택적으로, 상기 전력 모듈에는 풀 브리지 + 커패시터와 풀 브리지 + 커패시터 구조가 포함된다.
본 출원의 실시예에서는 또한 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법을 제공하는 바, 정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 온시키는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제1 전위치를 탐지하며; 상기 제1 전위차가 제1 목표값을 벗어날 때, 상기 제1 전위치가 제1 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하며; 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제2 전위치를 탐지하며; 상기 제2 전위차가 제2 목표값을 벗어날 때, 상기 제2 전위치가 제2 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제1 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이며; 상기 제2 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제3 전위치를 탐지하며; 상기 제3 전위차가 제3 목표값을 벗어날 때, 상기 제3 전위치가 제3 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하며; 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제4 전위치를 탐지하며; 상기 제4 전위차가 제4 목표값을 벗어날 때, 상기 제4 전위치가 제4 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제3 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이며; 상기 제3 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, 고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며; 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며; 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며; 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며; II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하는 것이 포함된다.
일부 실시예에 의하면, 상기 방법에는 또한, 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, II형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며; I형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 양극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하는 것이 포함된다.
본 출원의 실시예에서는 또한 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치를 제공하는 바, 정상 작동 유닛이 포함되고, 상기 정상 작동 유닛은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 온시키도록 제어한다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제어 장치에는 또한 제1 탐지 유닛, 제1 조절 유닛, 제2 탐지 유닛, 제2 조절 유닛이 포함되는 바, 제1 탐지 유닛은 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제1 전위치를 탐지하고, 상기 제1 전위치가 제1 목표값을 벗어날 때, 제1 조절 유닛을 활성화시키며; 제1 조절 유닛은 상기 제1 전위치가 제1 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하며; 제2 탐지 유닛은 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제2 전위치를 탐지하고, 상기 제2 전위치가 제2 목표값을 벗어날 때, 제2 조절 유닛을 활성화시키며; 제2 조절 유닛은 상기 제2 전위치가 제2 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치한다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제어 장치에는 또한 제3 탐지 유닛, 제3 조절 유닛, 제4 탐지 유닛, 제4 조절 유닛이 포함되는 바, 제3 탐지 유닛은 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제3 전위치를 탐지하고, 상기 제3 전위치가 제3 목표값을 벗어날 때, 제3 조절 유닛을 활성화 시키며; 제3 조절 유닛은 상기 제3 전위치가 제3 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하며; 제4 탐지 유닛은 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제4 전위치를 탐지하고, 상기 제4 전위치가 제4 목표값을 벗어날 때, 제4 조절 유닛을 활성화시키며; 제4 조절 유닛은 상기 제4 전위치가 제4 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치한다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제어 장치에는 또한 전압 직류 버스 일시적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스 양극 단자 일시적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스 음극 단자 일시적 고장 처리 유닛이 포함되는 바, 상기 고전압 직류 버스 일시적 고장 처리 유닛은 고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키며; 상기 저전압 측 직류 버스 양극 단자 일시적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키며; 상기 저전압 측 직류 버스 음극 단자 일시적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다.
일부 실시예에 의하면, 상기 제어 장치에는 또한 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 영구적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 영구적 고장 처리 유닛이 포함되는 바, 상기 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 영구적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며; 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하며; 상기 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 영구적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, II형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며; 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 양극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성한다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 기술방안은, 종래의 응용 중의 MMC 백투백 구조의 회로를 사용하여, 같은 방식으로 고전압 측 허위 양극성, 전압측 진실 양극성 구조를 구성하는 것에 비하여, 본 출원에 의하여 개시되는 방안은 시스템의 밸브 그룹과 변압기 용량을 감소시키고, 시스템 설계 원가를 낮출 수 있다. 종래 문헌에서 제시한 AUTO-DC 방안에 비하여, 본 출원에 의하여 개시되는 방안은, 고전압 측 직류 버스가 허위 양극 접속 방식을 사용할 수 있고, 아울러 저전압 측에 양/음극 단자 지면 전압과 고전압 측 지면 전압이 같아 절연 응력이 향상되는 현상을 초래하는 문제가 존재하지 않는다. 종래 문헌에서 제시한 AUTO-DC 방안에 비하여, 본 출원에 의하여 개시되는 방안은, 저전압 측 직류 버스의 한 극에 고장이 발생하여 작동이 정지될 때, 다른 한 극의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않고, 여전히 고전압 직류 버스로부터 저전압 직류 버스로의 전기 에너지 변환을 구현할 수 있어, 저전압 측 직류 버스의 진실 양극성 접선을 만족시킨다.
본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대하여 더욱 명확한 설명을 진행하기 위하여, 아래 실시예의 설명에 사용될 도면에 대하여 간략한 설명을 진행하는 바, 하기 설명 중의 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 당업계의 기술자로 말하면 창조성적인 노력이 필요없이 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 취득할 수 있다.
도1은 본 출원에서 개시하는 양극성 양방향 직류 컨버터 구조도.
도2는 단일 밸브 그룹 스트링 각 포트 정의 도면.
도3은 단지 두 개의 밸브 그룹 스트링이 포함되고 또한 각 밸브 그룹 스트링에 단지 세 개의 VSC가 포함되는 양방향 직류 컨버터 구조도.
도4는 단일 전압형 컨버터 구조도.
도5는 하프 브리지 + 커패시터 전력 모듈 도면.
도6은 풀 브리지 + 커패시터 전력 모듈 도면.
도7은 I형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면.
도8은 II형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면.
도9는 다른 일 실시예에서 제공하는 I형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면.
도10은 다른 일 실시예에서 제공하는 II형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면.
본 출원의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 도면과 실시예를 참조하여 본 출원의 기술방안의 구체적인 실시 방식에 대하여 더욱 상세하고 명확한 설명을 진행하도록 한다. 하지만, 아래 기술된 구체적인 실시 방식과 실시예는 단지 설명을 위한 목적일 뿐, 본 출원을 제한하는 것이 아니다. 여기에는 단지 본 출원의 일부 실시예만 포함되고, 모든 실시예가 포함된 것이 아니며, 당업계의 기술자들이 본 출원에 대한 여러 가지 변화가 취득한 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.
본 출원의 특허청구범위, 명세서와 도면 중의 용어 “제1”, 제2”, “제3”과 “제4” 등은 서로 다른 대상을 구분하기 위한 것이고, 특정 순서를 설명하기 위한 것이 아닌 것을 이해할 것이다. 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 용어 “포함되나”, “함유되다”는 기술된 특징, 전체, 단계, 조작 요소 및/또는 모듈의 존재를 지시하나, 하나 또는 다수의 기타 특징, 전체, 단계, 조작, 요소, 모듈 및/또는 기타 집합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 출원은 AUTO-DC 컨버터가 고전압 측 직류 버스로 접속하는 것이 허위 양극성이고 저전압 측 직류 버스로 접속하는 것이 진실 양극성 시스템인 문제를 해결하기 위하여, 양극성 양방향 직류 컨버터를 제공한다. 저전압 측 직류 버스의 한 극에 고장이 발생하여 작동이 정지될 때, 다른 한 극의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않고, 여전히 고전압 직류 버스로부터 저전압 직류 버스로의 전기 에너지 변환을 구현할 수 있다. 아울러 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법과 제어 장치를 제공한다.
도1은 본 출원에서 개시하는 양극성 양방향 직류 컨버터 구조도이다.
도1을 참조하면, 양방향 직류 컨버터는 적어도 두 개의 밸브 그룹 스트링과 여섯 개의 자기 소자로 구성된다.
각 밸브 그룹 스트링에는 모두 하나의 고전압 직류 포트, 하나의 저전압 직류 포트와 적어도 세 개의 교류 포트가 포함된다. 모든 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극이 연결되어, 상기 양방향 직류 컨버터 고전압 측 포트의 양극을 구성하며; 모든 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극이 연결되어, 상기 양방향 직류 컨버터 고전압 측 포트의 음극을 구성한다.
상기 밸브 그룹 스트링에서, 각 교류 포트는 하나의 자시 소자와 연결된다. 단일 밸브 그룹 스트링 내의 모든 교류 포트가 연결되는 자기 소자의 타단은 병렬 연결된다.
밸브 그룹 스트링과 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 연결 관계에 의하여 밸브 그룹 스트링을 I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링으로 구분한다. I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 양극을 구성하고, 그 음극이 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점을 구성한다. III형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극이 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점을 구성하고, 그 음극이 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 음극을 구성한다. I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링이 구성하는 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점은 동일한 점이다.
도1에 도시된 바와 같이, 구성 요소 101는 I형 밸브 그룹 스트링이고, 구성 요소 102는 II형 밸브 그룹 스트링이며, 구성 요소 103은 자기 소자이다.
도1에 도시된 바와 같이, 구성 요소 104~구성 요소111는 격리 스위치를 표시한다. 그 중에서, 구성 요소 104~ 구성 요소 107는 밸브 그룹 스트링 고전압 측 포트에 연결된 격리 스위치이고, 구성 요소 108~구성 요소111는 밸브 그룹 스트링 저전압 측 포트에 연결된 격리 스위치이다. 격리 스위치에는 풀 제어형 스위치가 포함되나, 이에 제한되지 않는다.
제1 격리 스위치(106, 104)는 각각 I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극과 고전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결된다. 제2 격리 스위치(107, 105)는 각각 I형 밸브 그룹 스트링과 II형 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극과 고전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결된다. 제3 격리 스위치(110)는 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결된다. 제4 격리 스위치(111)는 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결된다. 제5 격리 스위치(108)는 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결된다. 제6 격리 스위치(109)는 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결된다.
도2는 단일 밸브 그룹 스트링 각 포트 정의 도면이다.
도2를 참조하면, 구성 요소 201은 하나의 밸브 그룹 스트링의 구성을 표시하는 바, 고전압 직류 포트, 저전압 직류 포트와 적어도 세 개의 교류 포트가 포함된다.
양방향 직류 컨버터 모든 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극은 각각 격리 스위치를 경유한 후 연결되고, 고전압 직류 버스 양극 단자에 연결된다. 모든 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극은 각각 격리 스위치를 경유한 후 연결되고, 고전압 직류 버스 음극 단자에 연결된다. 양방향 직류 컨버터 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 음극은 각각 격리 스위치를 경유한 후, 저전압 직류 버스의 양극 단자와 중립점에 연결된다. 양방향 직류 컨버터 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 음극은 각각 격리 스위치를 경유한 후, 저전압 직류 버스의 중립점과 음극 단자에 연결된다.
도2에 도시된 바와 같이, 구성 요소 202는 리액터로서, 단일 밸브 그룹 스트링에 연결된 자기 소자는 리액터일 수 있고, 교류 포트의 각 인출선 단자에는 하나의 리액터가 연결된다. 구성 요소 203은 교류 변압기이다. 단일 밸브 그룹 스트링에 연결된 자기 소자는 교류 변압기일 수 있고, 하나의 교류 포트에는 하나의 교류 변압기가 연결된다.
양방향 직류 컨버터의 I형과 II형 밸브 그룹 스트링에는 모두 교류 포트 수량과 같은 전압형 컨버터가 포함되고, 모든 전압형 컨버터는 교류-직류 변환 회로를 사용하여 구현하며, 교류-직류 변환 회로에는 적어도 하나의 교류 포트와 하나의 직류 포트가 포함된다.
양방향 직류 컨버터의 I형과 II형 밸브 그룹 스트링에서, 모든 전압형 컨버터의 직류 포트는 순차적으로 머리와 꼬리를 물고 직렬 연결되고, 첫번째 전압형 컨버터의 직류 포트 양극과 마지막 전압형 컨버터의 직류 포트 음극이 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트를 구성하며; 모든 전압형 컨버터 내부에 적어도 하나의 교류 포트가 포함되고, 모든 교류 포트는 바로 상기 밸브 그룹 스트링의 교류 포트이다.
간략하게 표시하기 위하여, 전압형 컨버터는 또한 VSC라 칭하고, 도3에 도시된 바와 같이, 단지 두 개의 밸브 그룹 스트링이 포함되고 또한 각 밸브 그룹 스트링에 단지 세 개의 전압형 컨버터가 포함된 하나의 양방향 직류 컨버터를 표시하고 있다. 도3에서, 구성 요소 301-306은 두 개의 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터, 즉 VSC1-VSC6을 표시한다. 그 중에서, VSC1, VSC2와 VSC3은 직렬 연결되어 II형 밸브 그룹 스트링을 구성하고, VSC4, VSC5와 VSC6은 직렬 연결되어 I형 밸브 그룹 스트링을 구성한다. 구성 요소 307는 교류 변압기를 표시한다.
밸브 그룹 스트링의 모든 전압형 컨버터에서, 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 양극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 한다. 그 중에서, 전압이 높은 양극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 양극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 한다. I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다. II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다. 도3에 도시된 바와 같다.
상기 밸브 그룹 스트링의 모든 전압형 컨버터에서, 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 음극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 한다. 그 중에서, 전압이 높은 음극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 음극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 한다. I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다. II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같다. 도3에 도시된 바와 같다.
밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터에는 적어도 두 그룹 모두 네 개의 두 개씩 직렬 연결된 밸브 암이 포함된다. 각 밸브 암은 밸브 암 리액터와 전력 모듈이 순차적으로 직렬 연결되어 구성된다. 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 양단이 병렬 연결되어, 전압형 컨버터의 직류 포트를 구성한다. 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 중점이 인출되어 교류 포트를 구성한다.
도4는 하나의 밸브 그룹 스트링 중 전압형 컨버터의 구조도를 상세하게 도시하고 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 구성 요소 401는 밸브 암 리액터를 표시하고, 402는 전력 모듈을 표시한다. 하나의 밸브 암 리액터와 다수의 전력 모듈(SM)이 직렬 연결되어 하나의 밸브 암을 구성한다. 도4에서, 여섯 개의 밸브 암을 사용하여 하나의 전압형 컨버터, 즉 MMC 구조를 구성하고, 모든 상하 두 개의 밸브 암의 연결점이 인출되며, 3상 교류 전력을 출력할 수 있으며; 만일 임의의 한 쌍의 밸브 암을 제거하면, 상기 전압형 컨버터는 단일 상 교류 전력을 출력할 수 있다.
밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터에서, 그 밸브 암은 밸브 암 리액터와 전력 모듈이 순차적으로 직렬 연결되어 구성된다. 모든 전력 모듈은 모두 하프 브리지 + 커패시터 구조를 사용하여 구성된다. 도5는 하프 브리지 + 커패시터 구조의 전력 모듈 도면이다. 도5에 도시된 바와 같이, Q1과 Q2는 하프 브리지 회로의 두 개의 풀 제어형 스위치 장치를 표시한다.
선택적으로, 모든 전력 모듈은 모두 풀 브리지 + 커패시터 구조를 사용하여 구성된다. 도6은 풀 브리지 + 커패시터 구조의 전력 모듈 도면이다. 도6에 도시된 바와 같이, Q1, Q2, Q3과 Q4는 풀 브리지 회로의 네 개의 풀 제어형 스위치 장치를 표시한다.
선택적으로, 모든 전력 모듈은 풀 브리지 + 커패시터 및 하프 브리지 + 커패시터 구조를 혼합 사용하여 구성된다.
도7은 I형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이고, 도8은 II형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이며, 도7, 도8을 참조하여 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법을 설명하도록 한다.
도7, 도8에 도시된 바와 같이, 정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 온시킨다. 도6을 참조하면, 정상 작동 시, Q1, Q4를 온시키고, Q2, Q3을 오프시켜 풀 브리지 전력 모듈로 투입되고, Q1, Q3을 온시키고, Q2, Q4를 오프시키거나, 또는 Q2, Q4를 온시키고, Q1, Q3을 오프시켜 풀 브리지 전력 모듈에서 탈퇴한다.
도7에 도시된 바와 같이, 단일 I형 밸브 그룹 스트링은 하기 제어 방법을 사용한다.
실시간으로 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 전위치를 탐지한다. 해당 전위차와 제1 목표값을 비교하는 바, 제1 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 탐지값이 제1 목표값을 이탈할 때, I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 탐지값이 제1 목표값으로 조절되도록 한다.
실시간으로 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 전위치를 탐지한다. 해당 전위차와 제2 목표값을 비교하는 바, 상기 제2 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 탐지값이 제2 목표값을 이탈할 때, I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 탐지값이 제2 목표값으로 조절되도록 한다.
도8에 도시된 바와 같이, 단일 II형 밸브 그룹 스트링은 하기 제어 방법을 사용한다.
실시간으로 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 전위치를 탐지한다. 해당 전위차와 제3 목표값을 비교하는 바, 상기 제3 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 탐지값이 제3 목표값을 이탈할 때, II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 탐지값이 제3 목표값으로 조절되도록 한다.
실시간으로 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 전위치를 탐지한다. 해당 전위차와 제4 목표값을 비교하는 바, 상기 제4 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 탐지값이 제4 목표값을 이탈할 때, II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 탐지값이 제4 목표값으로 조절되도록 한다.
도7, 도8에 도시된 바와 같이, 고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다.
저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다.
저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다.
일시적 고장이 발생할 때, Q1, Q4를 온시키고, Q2, Q3을 오프시키며 또한 Q2, Q3을 온시키고, Q1, Q4를 오프시키는 높은 빈도의 전환을 통하여, 풀 브리지 출력 전류를 제어하는 바, 즉 고장 전류의 크기를 제어한다. 고장이 회복된 후, 전술한 정상 작동 상태로 돌아간다.
도7, 도8에 도시된 바와 같이, 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시킨다. 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성한다.
저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, II형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시킨다. 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 양극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성한다.
구성 요소 104, 105, 108과 109가 표시하는 스위치를 오프시키면, I형 밸브 그룹 스트링을 격리시킬 수 있다. 구성 요소 106, 107, 110과 111가 표시하는 스위치를 오프시키면, II형 밸브 그룹 스트링을 격리시킬 수 있다. 도1에 도시된 바와 같다.
본 출원의 실시예는 아울러 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치를 개시한다. 도7은 I형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이고, 도8은 II형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이다. 제어 장치는 또한 전력 분배기라고 칭한다. 도9는 다른 일 실시예에서 제공하는 I형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이고, 도10은 다른 일 실시예에서 제공하는 II형 밸브 그룹 스트링의 제어 정책 도면이다.
제어 장치에는 정상 작동 유닛이 포함된다. 정상 작동 유닛은 양극성 양방향 직류 컨버터 정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 온시키도록 제어한다.
선택적으로, 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치에는 또한 제1 탐지 유닛, 제1 조절 유닛, 제2 탐지 유닛, 제2 조절 유닛이 포함된다.
제1 탐지 유닛은 실시간으로 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제1 전위치를 탐지한다. 제1 전위차와 제1 목표값을 비교하는 바, 제1 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 제1 전위치가 제1 목표값을 벗어날 때, 제1 조절 유닛을 활성화시킨다. 제1 조절 유닛은 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 제1 전위치가 제1 목표값으로 조절되도록 한다.
제2 탐지 유닛은 실시간으로 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제2 전위치를 탐지한다. 해당 제2 전위차와 제2 목표값을 비교하는 바, 제2 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 제2 전위치가 제2 목표값을 벗어날 때, 제2 조절 유닛을 활성화시킨다. 제2 조절 유닛은 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 I형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 제2 전위치가 제2 목표값으로 조절되도록 한다.
선택적으로, 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치에는 또한 제3 탐지 유닛, 제3 조절 유닛, 제4 탐지 유닛, 제4 조절 유닛이 포함된다.
제3 탐지 유닛은 실시간으로 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제3 전위치를 탐지한다. 해당 제3 전위차와 제3 목표값을 비교하는 바, 제3 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 제3 전위치가 제3 목표값을 벗어날 때, 제3 조절 유닛을 활성화시킨다. 제3 조절 유닛은 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 제3 전위치가 제3 목표값으로 조절되도록 한다.
제4 탐지 유닛은 실시간으로 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제4 전위치를 탐지한다. 해당 제4 전위차와 제4 목표값을 비교하는 바, 제4 목표값은 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이다. 제4 전위치가 제4 목표값을 벗어날 때, 제4 조절 유닛을 활성화시킨다. 제4 조절 유닛은 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 전압형 컨버터와 II형 밸브 그룹 스트링 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하여, 제4 전위치가 제4 목표값으로 조절되도록 한다.
선택적으로, 제어 장치에는 또한 고전압 직류 버스 일시적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스 양극 단자 일시적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스 음극 단자 일시적 고장 처리 유닛이 포함된다.
고전압 직류 버스 일시적 고장 처리 유닛은 고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다. 저전압 측 직류 버스 양극 단자 일시적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다. 저전압 측 직류 버스 음극 단자 일시적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절한다. 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시킨다.
선택적으로, 제어 장치에는 또한 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 영구적 고장 처리 유닛, 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 영구적 고장 처리 유닛이 포함된다.
저전압 측 직류 버스의 양극 단자 영구적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시킨다. 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성한다.
저전압 측 직류 버스의 음극 단자 영구적 고장 처리 유닛은 저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, II형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시킨다. 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 양극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성한다.
정량적으로 본 출원의 조절 원리를 설명하기 위하여, 도3에 도시된 회로를 예로 들어, 정량적 파라미터 결정 방법을 소개하도록 한다. 고전압 측 전압 등극이 ±E1 허위 쌍극성이라고 가정하는 바, 즉 고전압 측 포트 양극 단자 전압이 2E1이다. 저전압 측 전압 등극이 ±E2 진실 쌍극성인 바, 즉 저전압 측 포트 양극 단자 전압이 2E2이고, E1> E2를 만족시키며, n=E1/ E2라고 가정하면, n>1이다. 해당 양방향 직류 컨버터의 정격 전력을 P라고 가정하는 바, 즉 고전압 측 포트 입출력 전력이 P이고, 저전압 측 두 극의 각 극의 출력 전력은 P/2이다.
전압 등급에 의하여 구분하여, VSC1과 VSC6의 직류 포트 정격 전압이 같고, 모두 E1이도록 설계하여야 하며; 또한 VSC2와 VSC5의 직류 포트 정격 전압이 같고 모두 E2이도록 설계하여야 하기 때문에, VSC3과 VSC4의 정격 전압은 E2-E1이다.
키르히호프(KCL) 법칙으로부터 알 수 있는 바와 같이, VSC1, VSC2와 VSC3, 및 VSC4, VSC5와 VSC6이 각각 직렬 연결되기 때문에, 직류 포트의 전류가 같으므로, VSC1과 VSC6의 정격 전력은 P/4이며; n=E1/E2에 의하여, VSC3과 VSC4의 정격 설계 전력이 (n-1)/n*(P/4)인 것을 유도해 낼 수 있고, VSC1과 VSC6 및 VSC3과 VSC4의 교류 포트 전력이 각각 자기 소자를 통하여 VSC2와 VSC5로 전달되기 때문에, VSC2와 VSC5의 정격 전력은 (2n-1)/n*(P/4)이다.
각 VSC의 정격 전력, 직류 포트 전압을 알게 된 후, 종래의 MMC 구조 기반 전압형 컨버터의 설계 방법을 참조하여 VSC 본체를 설계할 수 있다.
VSC에 연결된 교류 변압기 정격 유효 전력과 그 대응되는 VSC 정격 전력과 같고, 변압기 전압은 VSC 교류로부터 직류까지의 변압 변조 비례에 의하여 결정할 수 있다.
이로써 본 특허에 의하여 실제로 고전압 측이 허위 양극성 접선이고, 저전압 측이 진실 양극성 접선인 상황에 실제 응용되는 양방향 직류 컨버터를 설계할 수 있다.
본 출원의 실시예에서 제공하는 기술방안은, 종래의 응용 중의 MMC 백투백 구조의 회로를 사용하여, 같은 방식으로 고전압 측 허위 양극성, 전압측 진실 양극성 구조를 구성하는 것에 비하여, 본 출원에 의하여 개시되는 방안은 시스템의 밸브 그룹과 변압기 용량을 감소시키고, 시스템 설계 원가를 낮출 수 있다. 종래 문헌에서 제시한 AUTO-DC 방안에 비하여, 본 출원에 의하여 개시되는 방안은, 고전압 측 직류 버스가 허위 양극 접속 방식을 사용할 수 있고, 아울러 저전압 측에 양/음극 단자 지면 전압과 고전압 측 지면 전압이 같아 절연 응력이 향상되는 현상을 초래하는 문제가 존재하지 않는다. 종래 문헌에서 제시한 AUTO-DC 방안에 비하여, 본 출원의 의하여 개시되는 방안은, 저전압 측 직류 버스의 한 극에 고장이 발생하여 작동이 정지될 때, 다른 한 극의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않고, 여전히 고전압 직류 버스로부터 저전압 직류 버스로의 전기 에너지 변환을 구현할 수 있어, 저전압 측 직류 버스의 진실 양극성 접선을 만족시킨다.
설명하여야 할 바로는, 이상에서는 도면을 참조하여 설명한 각 실시예는 단지 본 출원을 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이는 모두 본 출원의 범위에 속한다. 그리고, 문맥 상 별도로 명기한 것을 제외하고, 단수 형식으로 표현된 단어는 복수 형식을 포함하고, 거꾸로도 마찬가지이다. 그리고, 특별하게 설명한 외, 임의의 실시예의 전부 또는 일부는 임의의 기타 실시예의 전부 또는 일부와 결합되어 사용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 양극성 양방향 직류 컨버터에 있어서,
    상기 밸브 그룹 스트링과 상기 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 연결 관계에 의하여 구분되며,
    저전압 직류 포트의 양극이 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 양극을 구성하는 I형 밸브 그룹 스트링;
    저전압 직류 포트의 양극이 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극에 연결되며, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 중립점을 구성하고, 저전압 직류 포트의 음극이 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 저전압 측 포트의 음극을 구성하는 II형 밸브 그룹 스트링이 포함되고,
    그 중에서, 각 상기 밸브 그룹 스트링에는,
    저전압 직류 포트;
    모든 양극이 연결되고, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 측 포트의 양극으로 사용되며; 모든 음극이 연결되고, 상기 양극성 양방향 직류 컨버터 고전압 측 포트의 음극으로 사용되는 고전압 직류 포트;
    각각 하나의 자기 소자에 연결되는 적어도 세 개의 교류 포트가 포함되는 적어도 두 개의 밸브 그룹 스트링;
    각 일단이 상기 교류 포트에 연결되고, 동일한 상기 밸브 그룹 스트링 내의 모든 상기 교류 포트가 연결되는 타단이 연결되는 적어도 여섯 개의 상기 자기 소자가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  2. 제1항에 있어서, 또한
    상기 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극과 고전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결되는 제1 격리 스위치;
    상기 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극과 고전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결되는 제2 격리 스위치;
    상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 양극 단자 간에 연결되는 제3 격리 스위치;
    상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결되는 제4 격리 스위치;
    상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 양극과 저전압 직류 버스의 중립점 간에 연결되는 제5 격리 스위치;
    상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트의 음극과 저전압 직류 버스의 음극 단자 간에 연결되는 제6 격리 스위치가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자가 리액터인 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자가 교류 변압기인 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 밸브 그룹 스트링에는 모두 상기 밸브 그룹 스트링의 교류 포트 수량과 같은 전압형 컨버터가 포함되고,
    상기 전압형 컨버터에는 적어도 하나의 교류 포트와 하나의 직류 포트가 포함되는 교류-직류 변환 회로가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸브 그룹 스트링 중의 모든 상기 전압형 컨버터의 직류 포트는 순차적으로 머리와 꼬리를 물고 직렬 연결되고, 첫번째 전압형 컨버터의 직류 포트 양극이 상기 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 양극이고, 마지막 전압형 컨버터의 직류 포트 음극이 밸브 그룹 스트링의 고전압 직류 포트의 음극이며;
    모든 상기 교류 포트가 상기 밸브 그룹 스트링의 교류 포트인 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 밸브 그룹 스트링에서 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 양극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 하며; 그 중에서, 전압이 높은 양극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 양극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 하며;
    I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같으며; II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같은 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 밸브 그룹 스트링에서 두 개의 전압형 컨버터 직류 포트의 음극을 인출하여 상기 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트로 하며; 그 중에서, 전압이 높은 음극을 저전압 직류 포트의 양극 단자로 하고, 전압이 낮은 음극을 저전압 직류 포트의 음극 단자로 하며; 그 중에서,
    I형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 음극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같으며; II형 밸브 그룹 스트링에 있어서, 선택한 양극 단자가 고전압 측 직류 버스 중립점 전위와 같은 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  9. 제5항에 있어서, 상기 전압형 컨버터에는,
    적어도 두 그룹 모두 네 개의 두 개씩 직렬 연결된 밸브 암이 포함되며; 그 중에서, 각 밸브 암에는 직렬 연결되는 밸브 암 리액터와 전력 모듈이 포함되며; 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 양단을 병렬 연결하여, 상기 전압형 컨버터의 직류 포트로 하며; 각 그룹의 상하 직렬 연결된 밸브 암 중점을 인출하여, 상기 전압형 컨버터의 교류 포트로 하는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전력 모듈에는 하프 브리지 + 커패시터 구조가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  11. 제9항에 있어서, 상기 전력 모듈에는 풀 브리지 + 커패시터 구조가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  12. 제9항에 있어서, 상기 전력 모듈에는 풀 브리지 + 커패시터와 하프 브리지 + 커패시터 구조가 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터.
  13. 제1항 내지 제12항의 어느 한 항의 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법에 있어서,
    정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 온시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 또한
    I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제1 전위치를 탐지하며;
    상기 제1 전위차가 제1 목표값을 벗어날 때, 상기 제1 전위치가 제1 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하며;
    상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제2 전위치를 탐지하며;
    상기 제2 전위차가 제2 목표값을 벗어날 때, 상기 제2 전위치가 제2 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이며;
    상기 제2 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반인 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  16. 제13항에 있어서, 또한
    II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제3 전위치를 탐지하며;
    상기 제3 전위차가 제3 목표값을 벗어날 때, 상기 제3 전위치가 제3 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하며;
    상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제4 전위치를 탐지하며;
    상기 제4 전위차가 제4 목표값을 벗어날 때, 상기 제4 전위치가 제4 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 저전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반이며;
    상기 제4 목표값은 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 고전압 직류 포트 양/음극 단자 전압 기준값의 절반인 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  18. 제13항에 있어서, 또한
    고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며;
    고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  19. 제13항에 있어서, 또한
    저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며;
    고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  20. 제13항에 있어서, 또한
    저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하며;
    고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  21. 제13항에 있어서, 또한
    저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며;
    II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  22. 제13항에 있어서, 또한
    저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, II형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며;
    I형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 양극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 방법.
  23. 제1항 내지 제12항의 어느 한 항의 상기 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치에 있어서,
    상기 양극성 양방향 직류 컨버터 정상 작동 시, 모든 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치를 온시키도록 제어하는 정상 작동 유닛이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치.
  24. 제23항에 있어서, 또한
    I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제1 전위치를 탐지하고, 상기 제1 전위치가 제1 목표값을 벗어날 때, 제1 조절 유닛을 활성화시키는 제1 탐지 유닛;
    상기 제1 전위치가 제1 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하는 제1 조절 유닛;
    I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제2 전위치를 탐지하고, 상기 제2 전위치가 제2 목표값을 벗어날 때, 제2 조절 유닛을 활성화시키는 제2 탐지 유닛;
    상기 제2 전위치가 제2 목표값과 같을 때까지, 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 I형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하는 제2 조절 유닛이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치.
  25. 제23항에 있어서, 또한
    II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극과 저전압 직류 포트 음극의 제3 전위치를 탐지하고, 상기 제3 전위치가 제3 목표값을 벗어날 때, 제3 조절 유닛을 활성화시키는 제3 탐지 유닛;
    상기 제3 전위치가 제3 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극 내지 고전압 직류 포트 음극 간에 위치하는 제3 조절 유닛;
    II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 음극과 고전압 직류 포트 음극의 제4 전위치를 탐지하고, 상기 제4 전위치가 제4 목표값을 벗어날 때, 제4 조절 유닛을 활성화시키는 제4 탐지 유닛;
    상기 제4 전위치가 제4 목표값과 같을 때까지, 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 전압형 컨버터가 자기 소자를 통하여 전달하는 전력을 조절하는 바, 그 중에서, 상기 전압형 컨버터는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 저전압 직류 포트 음극 간 또는 상기 II형 밸브 그룹 스트링의 저전압 직류 포트 양극 내지 고전압 직류 포트 양극 간에 위치하는 제4 조절 유닛이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치.
  26. 제23항에 있어서, 또한
    고전압 직류 버스에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 밸브 그룹 스트링 중 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 고전압 직류 버스 일시적 고장 처리 유닛;
    저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 I형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 저전압 측 직류 버스 양극 단자 일시적 고장 처리 유닛;
    저전압 측 직류 버스의 음극 단자 지면 또는 중립점에 일시적 고장이 발생할 때, 모든 II형 밸브 그룹 스트링 중 저전압 직류 포트 간 전압형 컨버터의 풀 브리지 + 커패시터 구조로 구성된 전력 모듈의 스위치 상태를 조절하고, 고장이 회복된 후, 상기 모듈의 스위치 상태를 복원시키는 저전압 측 직류 버스 음극 단자 일시적 고장 처리 유닛이 포함되는 것을 특징으로 하는 양극성 양방향 직류 컨버터의 제어 장치.
  27. 제23항에 있어서, 또한
    저전압 측 직류 버스의 양극 단자 지면 또는 중심점에 영구적 고장이 발생할 때, I형 밸브 그룹 스트링을 블럭킹시키고, 아울러 I형 밸브 그룹 스트링 고전압 직류 포트 및 저전압 직류 포트 양극과 음극이 연결되는 격리 스위치 또는 풀 제어형 스위치를 오프시켜 상기 고장을 격리시키며; 아울러 II형 밸브 그룹 스트링 작동 상태를 불변하게 유지하고, 계속하여 고전압 직류 버스의 저전압 직류 버스 음극 단자와 중립점에 대한 전기 에너지 변환을 계속하여 완성하는 저전압 측 직류 버스의 양극 단자 영구적 고장 처리 유닛;
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