SE521243C2 - Converter device and method for controlling such - Google Patents

Converter device and method for controlling such

Info

Publication number
SE521243C2
SE521243C2 SE0100372A SE0100372A SE521243C2 SE 521243 C2 SE521243 C2 SE 521243C2 SE 0100372 A SE0100372 A SE 0100372A SE 0100372 A SE0100372 A SE 0100372A SE 521243 C2 SE521243 C2 SE 521243C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
vsc
voltage
converter
phase
inverter
Prior art date
Application number
SE0100372A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0100372D0 (en
SE0100372L (en
Inventor
Bo Bijlenga
Falah Al-Hosini
Peter Lundberg
Gunnar Asplund
Original Assignee
Abb Ab
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 Abb Ab filed Critical Abb Ab
Priority to SE0100372A priority Critical patent/SE521243C2/en
Publication of SE0100372D0 publication Critical patent/SE0100372D0/en
Priority to EP02715918A priority patent/EP1364450A1/en
Priority to PCT/SE2002/000066 priority patent/WO2002063758A1/en
Publication of SE0100372L publication Critical patent/SE0100372L/en
Publication of SE521243C2 publication Critical patent/SE521243C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/06Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using substantially sinusoidal ac
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835Converters 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • B60L2210/42Voltage source inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/529Current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80Time limits
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

A converter apparatus for converting direct voltage into alternative voltage and conversely comprises a first VSC-converter (6) in cascade connection with at least one second VSC-converter (5). It has also a unit adapted to control the semiconductor devices of the converters and thereby the converter apparatus to generate a phase voltage being constituted by the sum of the voltages generated in said first and second VSC-converters. The first VSC-converter has between the positive and negative pole (7, 8) thereof a direct voltage being substantially higher than the direct voltage of the second VSC-converter (5) between its positive and negative pole.

Description

35 . . . . , fl 521 243 som i SVC-er (Static Var Compensator), där likspänningssidan består av en eller flera fritt hängande kondensatorer. 35. . . . , fl 521 243 as in SVCs (Static Var Compensator), where the DC side consists of one or more freely hanging capacitors.

Därvid är inte uppfinningen begränsad till några nivåer på spän- ningen hos anordningens växelspänningssida, de effekter om- riktaranordningen förmår överföra eller det antal faser anord- ningens växelspänningssida uppvisar, och således kan den mycket väl vara utformad att alstra en enfas-växelspänning, ex- empelvis för banmatning av spårgående fordon.The invention is not limited to any levels of the voltage of the AC side of the device, the effects that the converter device is able to transmit or the number of phases the AC side of the device has, and thus it may well be designed to generate a single-phase AC voltage, e.g. for example for track feeding of rail vehicles.

Uppfinningen är dock speciellt, men icke uteslutande, inriktad på mellan- och högspänning, det vill säga där toppspänningen på anordningens växelspänningssida är 10 kV eller högre.However, the invention is particularly, but not exclusively, focused on medium and high voltage, i.e. where the peak voltage on the AC side of the device is 10 kV or higher.

Genom kaskadkopplingen av åtminstone två VSC-omriktare hos en anordning av detta slag möjliggör anordningen ett uppnående av förhållandevis många olika nivåer på sin växelspänningssida, vilket i sin tur betyder att förhållandevis fina kurvformer hos växelspänningen ut från anordningen kan erhållas utan att för den skull de i omriktarna ingående styrbara halvledarelementen måste switchas med speciellt höga frekvenser. Uttryckt på annat sätt blir det möjligt att erhålla en bestämd kvalitet på växelspän- ningen ut från anordningen genom en lägre switchfrekvens hos de styrbara halvledarelementen vid ett pulsbreddsmodulerings- mönster för styrande av dessa än om exempelvis en två-nivå-om- riktare skulle användas. Detta innebär således lägre förluster i omriktaranordningen. Använder man sig istället av samma switchfrekvens som hos en tvånivà-omriktare kan istället kurv- formen hos växelspänningen göras betydligt bättre.By the cascade connection of at least two VSC inverters of a device of this kind, the device enables an achievement of relatively many different levels on its AC voltage side, which in turn means that relatively fine waveforms of the AC voltage out of the device can be obtained without the invertible semiconductor elements included in the inverters must be switched at particularly high frequencies. Expressed in another way, it becomes possible to obtain a certain quality of the alternating voltage from the device through a lower switching frequency of the controllable semiconductor elements in a pulse width modulation pattern for controlling them than if, for example, a two-level converter were to be used. This thus means lower losses in the inverter device. If you instead use the same switching frequency as with a two-level converter, the curve shape of the alternating voltage can instead be made significantly better.

Tidigare kända omriktaranordningar av detta slag har använts i enfaskonfiguration och även i trefaskonfiguration genom att tre nämnda kaskadkopplingar förbundits antingen i A- eller Y-kopp- ling. I fig 1 illustreras hur en tidigare känd sådan anordning i trefaskonfiguration med tre nämnda kaskadkopplingar förbundna i Y-koppling ser ut. Varje fas 1, 2, 3 uppvisar n kaskapkopplade enfasomriktare 4, 5, 6 med vardera två mellan två till respektive 10 15 20 25 30 35 , a . n - f 521 243 omriktare hörande likspänningspoler 7, 8 parallellkopplade gre- nar 9, 10 av två seriekopplade strömventiler 11-14 infattande ett styrbart (släckbart) halvledarelement 15 och ett antiparaliellt därmed kopplat Iikriktarorgan 16, såsom en likriktardiod, med mittpunkten hos en gren 10 hos en omriktare förbunden med mittpunkten hos en gren 17 hos en i kaskadkopplingen efterföl- jande omriktare 5. Vid ena änden är kaskadkopplingen av enfas- omriktarna vid en fasreaktor 19 förbunden med växelspännings- fasen 1, medan vid den andra änden är kaskadkopplingen an- sluten till en med de andra faserna gemensam punkt 20 i en Y- koppling. Likspänningspolerna hos respektive VSC-omriktare er- håller spänning via en likspänningskälla illustrerad i form av en kondensator 21-23. Därvid anger ”likspänningspolen” i patentkra- ven att det finns någon typ av likspänningskälla ansluten till eller ingående i omriktaren, vilket uttrycks genom "ett eller flera organ för kapacitiv energilagring”.Previously known inverter devices of this kind have been used in single-phase configuration and also in three-phase configuration in that three mentioned cascade connections are connected in either A- or Y-connection. Fig. 1 illustrates what a previously known such device in three-phase configuration with three mentioned cascade couplings connected in Y-coupling looks like. Each phase 1, 2, 3 has n cascaded single-phase inverters 4, 5, 6, each with two between two and 10 15 20 25 30 35, a. n - f 521 243 inverters belonging to DC poles 7, 8 parallel-connected branches 9, 10 of two series-connected current valves 11-14 comprising a controllable (extinguishable) semiconductor element 15 and an anti-parallel rectifier means 16, such as a rectifier diode, with the center of a branch At one end, the cascade coupling of the single-phase inverters at a phase reactor 19 is connected to the alternating voltage phase 1, while at the other end the cascade coupling is connected. closed to a point 20 in a Y-joint common with the other phases. The DC poles of the respective VSC inverters receive voltage via a DC voltage source illustrated in the form of a capacitor 21-23. In this case, the “direct voltage pole” in the patent claims states that there is some type of direct voltage source connected to or included in the inverter, which is expressed by “one or more means for capacitive energy storage”.

De olika likspänningskällorna 21-23 levererar samma spänning till respektive VSC-omriktare, och det är på detta sätt möjligt att på växelspänningssidan hos respektive kaskadkoppling uppnå 2n+1 olika nivåer hos spänningen. Således kan i fallet av tre med varandra kaskadkopplade omriktare 7 olika nivåer hos spänningen uppnås, nämligen -3U, -2U, -U, 0, +U, +2U och +3U, därest U är spänningsnivån mellan nämnda likspänningspoler hos respektive VSC-omriktare. Så många nivåer möjliggör en ”fin” kurvform hos växelspänningen utan användande av en hög switchfrekvens hos de styrbara halvledarelementen 15. För övrigt är i figuren ett styrbart halvledarelement samt en diod inritad per strömventil, men dessa är avsedda att stå som symboler för ett eventuellt större antal seriekopplade dylika element anordnade att fungera som ett enda, det vill säga de i en sådan strömventil seriekopplade styrbara halvledarelementen är avsedda att styras simultant för att fungera som ett enda sådant element.The different DC voltage sources 21-23 supply the same voltage to the respective VSC inverters, and in this way it is possible to achieve 2n + 1 different levels of the voltage on the alternating voltage side of the respective cascade connection. Thus, in the case of three interconnected inverters 7 different levels of the voltage can be achieved, namely -3U, -2U, -U, 0, + U, + 2U and + 3U, where U is the voltage level between said DC voltage poles of the respective VSC inverters. . So many levels enable a "fine" waveform of the AC voltage without using a high switching frequency of the controllable semiconductor elements 15. Incidentally, the figure shows a controllable semiconductor element and a diode drawn per current valve, but these are intended to stand as symbols of a possibly larger number of series-connected such elements arranged to function as a single, i.e. the controllable semiconductor elements connected in series in such a current valve are intended to be controlled simultaneously in order to function as a single such element.

En anordning av den inledningsvis definierade typen är tidigare känd genom exempelvis US-patent 5 673 189. 10 15 20 25 30 35 521 245' Även om uppbyggnaden av tidigare kända omriktaranordningar av detta slag uppvisar ovannämnda fördelar finns naturligtvis önskemål om att förbättra dem ytterligare, speciellt vad gäller möjligheterna till uppnående av en förbättrad kurvform hos spän- ningen på växelspänningssidan under användande av ett givet antal kaskadkopplade VSC-omriktare och att få ned switchför- lusterna och om möjligt även kostnaden för i omriktaranord- ningen ingående komponenter.A device of the initially defined type is previously known from, for example, U.S. Patent 5,673,189. especially with regard to the possibilities of achieving an improved curve shape of the voltage on the AC side while using a given number of cascaded VSC inverters and to reduce the switch losses and if possible also the cost of components included in the converter device.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en om- riktaranordning av inledningsvis definierat slag, vilken förmår i icke oväsentlig grad uppfylla just nämnda önskemål.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a converter device of the type initially defined, which is capable of fulfilling the just mentioned wishes to a not insignificant degree.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att hos en sådan om- riktaranordning den första VSC-omriktaren har mellan sin positiva och negativa pol en likspänning som är väsentligt högre än den likspänning den andra VSC-omriktaren har mellan sin positiva och negativa pol.This is achieved according to the invention in that in such a converter device the first VSC converter has a direct voltage between its positive and negative poles which is substantially higher than the direct voltage of the second VSC converter between its positive and negative poles.

Genom det nya greppet att använda olika nivåer på spänningen mellan VSC-omriktarnas likspänningspoler öppnar sig helt nya möjligheter till optimerande av funktionen hos en sådan omriktar- anordning. Antalet möjliga nivåer hos spänningen ut på nämnda växelspänningssida kan ökas, så att färre VSC-omriktare behövs för att uppnå en växelspänning med en given kvalitet eller vid ett visst antal VSC-omriktare kan en förbättrad kurvform hos växel- spänningen uppnås. Således kan på detta sätt kostnader sparas, antingen genom användande av färre komponenter hos omriktar- anordningen, eller genom mindre kostsamma filter för att filtrera bort störningar hos nämnda växelspänning. Genom den skiljak- tiga nivån hos spänningarna mellan likspänningspolerna hos den första och den eller de andra VSC-omriktarna erbjuds även möj- ligheten att förfina förfarandena för styrning av omriktarna och exempelvis anpassa frekvensen med vilken de olika omriktarna styrs till nivån på nämnda likspänning för att få ned switchför- 10 15 20 25 30 35 lusterna och därmed öka verkningsgraden hos omriktaranord- ningen. Omriktaranordningens totala verkningsgrad kan höjas och dess övertonshalt förbättras. Det går även att minska steget mellan spänningsnivåerna hos nämnda fasspänning och om så önskas minimera antalet switchningar hos omriktaren med högst spänning mellan sina poler. Dessa möjligheter som en omriktar- anordning enligt bifogade patentkrav 1 erbjuder ligger till grund för en mängd föredragna utföringsformer av uppfinningen definie- rade i bifogade osjälvständiga patentkrav.The new approach to using different levels of voltage between the DC terminals of the VSC inverters opens up completely new possibilities for optimizing the function of such an inverter device. The number of possible levels of the voltage out on said AC voltage side can be increased, so that fewer VSC inverters are needed to achieve an AC voltage of a given quality or with a certain number of VSC inverters an improved curve shape of the AC voltage can be achieved. Thus, in this way, costs can be saved, either by using fewer components of the converter device, or by less expensive filters to filter out disturbances of said alternating voltage. Due to the different level of the voltages between the DC poles of the first and the second VSC inverters, it is also possible to refine the methods for controlling the inverters and, for example, to adjust the frequency with which the different inverters are controlled to the level of said DC voltage. reduce the switch losses and thereby increase the efficiency of the inverter device. The overall efficiency of the converter device can be increased and its harmonic content improved. It is also possible to reduce the step between the voltage levels of said phase voltage and, if desired, to minimize the number of switches of the inverter with the highest voltage between its poles. These possibilities offered by a drive device according to appended claim 1 form the basis for a number of preferred embodiments of the invention defined in appended dependent claims.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar strömventilerna hos den första VSC-omriktaren flera seriekopp- lade halvledarelement. Genom att den första VSC-omriktaren har en väsentligt högre likspänning mellan sina båda poler är det i många applikationer, speciellt vid användande av anordningen i stationer i transmissionssystem, önskvärt och även nödvändigt att varje strömventil uppvisar flera seriekopplade halvledarele- ment, för att dessa tillsammans skall förmå att hålla den spän- ning som ventilen mâste hålla när den är blockerad. Däremot är det väl tänkbart att den eller de andra VSC-omriktarna uppvisar endast ett, eller färre, seriekopplade halvledarelement hos sina strömventiler än den första VSC-omriktaren. Således kan VSC- omriktarna vara utformade på olika sätt vad gäller antalet halvle- darelement, och eventuellt även vad gäller egenskaperna hos varje enskilt halvledarelement, så att den förekommande väsent- ligt sklljaktiga nivån på likspänningen mellan omriktarnas poler kan utnyttjas optimalt.According to a preferred embodiment of the invention, the current valves of the first VSC inverter have several semiconductor elements connected in series. Because the first VSC converter has a significantly higher DC voltage between its two poles, it is desirable and also necessary in many applications, especially when using the device in stations in transmission systems, for each current valve to have several semiconductor semiconductor elements connected in order for these together shall be able to maintain the voltage that the valve must maintain when it is blocked. On the other hand, it is conceivable that the one or the other VSC inverters have only one, or fewer, series-connected semiconductor elements in their current valves than the first VSC inverter. Thus, the VSC inverters can be designed in different ways in terms of the number of semiconductor elements, and possibly also in terms of the properties of each individual semiconductor element, so that the existing substantially different level of the DC voltage between the poles of the inverters can be utilized optimally.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen uppvi- sar anordningen flera nämnda andra, inbördes kaskadkopplade VSC-omriktare och samtliga VSC-omriktare hos kaskadkopp- lingen har inbördes sklljaktiga spänningar mellan sin positiva och negativa pol. Härigenom kan antalet möjliga nivåer hos spän- ningen ut på omriktaranordningens växelspänningssida för ett givet antal VSC-omriktare hos nämnda kaskadkoppling ökas markant i förhållande till tidigare kända sådana omriktare med ovannämnda fördelar som resultat. , . . > i t 10 15 20 25 30 35 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen kan spänningen LJ mellan vSCeomrikta-'nas likspänningspoler ut- tryckas som U=kUO, varvid UD är en given spänningsnivå, k = a'°*,a är ett positivt tal skilt från 1, p är >0 och x är lika med ord- ningsnumret på respektive VSC-omriktare -1 vid tillordnande av omriktarna ordningsnummer från 1 och uppåt. Härigenom uppnås en stegvis förändring av likspänningsnivån hos respektive VSC- omriktare och möjligheter att genom adderande av dessa på lämpligt sätt uppnå en mängd olika nivåer hos den sammanlagda spänningen ut på omriktaranordningens växelspänningssida.According to another preferred embodiment of the invention, the device has several mentioned second, mutually cascaded VSC inverters and all VSC inverters of the cascading coupling have mutually different voltages between their positive and negative poles. As a result, the number of possible levels of the voltage out on the AC side of the inverter device for a given number of VSC inverters of said cascade coupling can be markedly increased in relation to previously known such inverters with the above-mentioned advantages as a result. ,. . According to another preferred embodiment of the invention, the voltage LJ between the DC poles of the vSCeomarts can be expressed as U = kUO, where UD is a given voltage level, k = a '° *, a is a positive numbers separate from 1, p are> 0 and x is equal to the serial number of the respective VSC inverter -1 when assigning the inverters serial numbers from 1 and up. In this way, a stepwise change of the direct voltage level of the respective VSC inverters is achieved and possibilities of, by adding these in a suitable manner, achieving a number of different levels of the total voltage out on the alternating voltage side of the inverter device.

Därvid är hos en föredragen utföringsform p=1 och a=2, så att en binärviktad omriktaranordning uppnås med likspänningarna UO, 1/2U0, 1/4U0, 1/8U0, 1/16U0 och så vidare. Detta betyder att vid m VSC-omriktare hos kaskadkopplingen kan 2('“+1)-1 nivåer uppnås, vilket skall jämföras med 2m+1 nivåer hos tidigare känd teknik. Detta innebär i fallet av m=3 att 15 olika nivåer kan uppnås istället för 7. Dessa nivåer sträcker sig från -7/4U0 till +7/4U0 i steg om 'A UO.In this case, in a preferred embodiment, p = 1 and a = 2, so that a binary-weighted converter device is achieved with the direct voltages U0, 1 / 2U0, 1 / 4U0, 1 / 8U0, 1 / 16U0 and so on. This means that with m VSC inverters of the cascade coupling, 2 ('“+ 1) -1 levels can be achieved, which is to be compared with 2m + 1 levels of prior art. This means in the case of m = 3 that 15 different levels can be achieved instead of 7. These levels range from -7 / 4U0 to + 7 / 4U0 in steps of 'A UO.

Enligt en annan mycket föredragen utföringsform av uppfinningen är den första VSC-omriktaren anordnad att hantera en väsentligt högre skenbar effekt än nämnda andra VSC-omriktare. Genom denna utformning hos anordningen kan den första VSC-omrikta- ren styras på ett annorlunda sätt än den andra VSC-omriktaren för uppnående av en mängd olika syften, vilka bland annat fram- går av nedan diskuterade ytterligare föredragna utföringsformer av uppfinningen. Exempelvis kan i förhållande till tidigare kända anordningar av detta slag switchfrekvensen hos den första VSC- omriktaren med hög skenbar effekt reduceras för uppnående av lägre switchförluster och därmed högre verkningsgrad hos den omriktaren, medan den andra VSC-omriktaren med en väsentligt lägre skenbar effekt kan switchas med en högre frekvens för uppnående av önskad kurvform hos växelspänningen på anord- ningens växelspänningssida.According to another highly preferred embodiment of the invention, the first VSC converter is arranged to handle a substantially higher apparent power than said second VSC converter. Through this design of the device, the first VSC converter can be controlled in a different way than the second VSC converter for achieving a variety of objects, which appear, among other things, from further preferred embodiments of the invention discussed below. For example, relative to prior art devices of this type, the switching frequency of the first VSC inverter with high apparent power can be reduced to achieve lower switch losses and thus higher efficiency of that inverter, while the second VSC inverter with a significantly lower apparent power can be switched. with a higher frequency to achieve the desired waveform of the AC voltage on the AC side of the device.

. . . | - I 10 15 20 25 30 35 521 243 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, som utgör en vidareutveckling av sistnämnda utföringsform, är för- hållandet mellan den av respektive andra VSC-omriktare hante- rade skenbara effekten/den av den första VSC-omriktaren hante- rade skenbara effekten O,10-1,0, varvid nämnda förhållande är företrädesvis 0,30-1,0 när anordningen är utformad för SVC-drift och O,10-0,30 när anordningen är utformad för överföring av aktiv effekt mellan sin lik- och växelspänningssida. I fallet av SVC- drift, det vill säga vid överföring av reaktiv effekt, då kan det vara fördelaktigt att förhållandet är högt, eftersom ju högre detta förhållande är, desto mer bidrag kommer den andra VSC- omriktaren att ge till anordningens totala skenbara effekt, och desto lägre switchfrekvens kan användas på den första VSC- omriktaren med hög skenbar effekt. När aktiv effekt passerar omriktaranordningen kan dock vanligtvis inte den andra VSC- omriktaren användas för att höja anläggningens totala skenbara effekt, utan den används då huvudsakligen för att kompensera bort olika störande övertoner som genereras av den första VSC- omriktaren, varvid det då är fördelaktigt att låta den skenbara effekten hos den andra VSC-omriktaren vara betydligt lägre.. . . | According to another preferred embodiment of the invention, which constitutes a further development of the latter embodiment, the ratio between the apparent power / that of the first VSC converter handled by the first VSC converter is the inverter handled the apparent power 0, 10-1.0, said ratio being preferably 0.30-1.0 when the device is designed for SVC operation and 0, 10-0.30 when the device is designed for transmission of active power between its DC and AC side. In the case of SVC operation, i.e. in the case of transmission of reactive power, then it may be advantageous that the ratio is high, because the higher this ratio is, the more contribution the other VSC converter will make to the total apparent power of the device, and the lower switching frequency can be used on the first VSC drive with high apparent power. When active power passes the converter device, however, the second VSC converter can usually not be used to increase the overall apparent power of the system, but it is then mainly used to compensate for various disturbing harmonics generated by the first VSC converter, in which case it is advantageous to allow the apparent power of the other VSC drive to be significantly lower.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen uppvi- sar anordningen en första VSC-omriktare i form av en trefasom- riktare med tre fasben med styrbara halvledarelement mellan sina båda likspänningspoler, ett fasuttag hos varje fasben är på sin växelspänningssida förbundet med en fasledning, anord- ningen har tre nämnda kaskadkopplingar med nämnda första VSC-omriktare gemensam för kaskadkopplingarna, en andra VSC-omriktare hos varje kaskadkoppling är vid en ände motsatt sin växelspänningssida förbunden med nämnda fasuttag hos var sitt fasben hos den första VSC-omriktaren och de andra VSC-om- riktarna är bildade av H-bryggor med två grenar av styrbara halvledarelement, av vilka en första är ansluten till ett fasben hos den första VSC-omriktaren och en andra ansluten till anord- ningens växelspänningssida. Denna utföringsform innebär för- delen att tre möjliga nivåer kan erhållas på den spänning som den andra VSC-omriktaren adderar till spänningen från den Å . . | - ß 10 15 20 25 30 35 521 243 första VSC-omriktaren, så att i fallet av en andra VSC-omriktare per kaskadkoppling 2x3=6 olika nivåer kan erhållas på spän- ningspulserna ut på anordningens växelspänningssida. Enligt en alternativ utföringsform, som överensstämmer med den föregå- ende, förutom att varje andra VSC-omriktare är med sin likspän- ningssida ansluten till ett fasben hos den förta VSC-omriktaren via en väsentligen mitt emellan potentialen hos denna omriktares båda likspänningspoler liggande potential hos omriktarens likspänningsmellanled och ansluten till anordningens växelspän- ningssida via en gren av styrbara halvledarelement, ökar visser- ligen omriktaranordningens totala switchförluster något, då den andra VSC-omriktaren endast kan tillhandahålla två olika nivåer, så att i fallet av en andra VSC-omriktare per kaskadkoppling an- talet möjliga spänningsnivåer blir fyra, men istället uppnås för- delen att antalet strömventiler hos omriktaranordningen som måste styras blir lägre och därmed kostnader för däri ingående komponenter kan sparas.According to another preferred embodiment of the invention, the device has a first VSC converter in the form of a three-phase converter with three phase legs with controllable semiconductor elements between its two DC poles, a phase terminal of each phase leg is connected on its AC voltage side to a phase line. the said cascade couplings with said first VSC converter common to the cascade couplings, a second VSC converter of each cascade coupling is connected at one end opposite its AC voltage side to said phase terminal of each phase leg of the first VSC converter and the second VSCs. the rectifiers are formed by H-bridges with two branches of controllable semiconductor elements, a first of which is connected to a phase leg of the first VSC converter and a second connected to the AC voltage side of the device. This embodiment has the advantage that three possible levels can be obtained at the voltage that the other VSC inverter adds to the voltage from the Å. . | - ß 10 15 20 25 30 35 521 243 first VSC inverter, so that in the case of a second VSC inverter per cascade 2x3 = 6 different levels can be obtained on the voltage pulses out on the AC side of the device. According to an alternative embodiment, which is similar to the previous one, in addition to each other VSC converter being connected with its DC side to a phase leg of the fourth VSC converter via a potential midway between the potential of this converter's two DC poles of the inverter DC link and connected to the AC side of the device via a branch of controllable semiconductor devices, the total switch losses of the inverter device increase slightly, as the second VSC inverter can only provide two different levels, so that in the case of a second VSC inverter per cascade the number of possible voltage levels will be four, but instead the advantage is achieved that the number of current valves of the inverter device that must be controlled will be lower and thus costs for components included therein can be saved.

Enligt en annan föredragen utföringsform uppvisar anordningen en första VSC-omriktare i form av en trefasomriktare med tre fasben med styrbara halvledarelement mellan sina båda likspän- ningspoler, ett fasuttag hos varje fasben är på sin växelspän- ningssida förbundet med en fasledning, varvid detta är uppnått genom att varje fasben är anslutet till en egen sekundärlindning hos en transformator, den andra änden av sekundärlindningen är ansluten till ett fasben hos en andra VSC-omriktare i form av en trefasomriktare, och transformatorn uppvisar tre primärlindningar, vardera anslutna till var sin nämnd fasledning hos anordningens växelspänningssida. En fördel med denna utföringsform är att det endast erfordras två likspänningsmellanled, ett för den första VSC-omriktaren och ett för den andra VSC-omriktaren, trots att vi här talar om tre faser, vilket förenklar styrningen av omriktaranordningen. Vidare gör faktumet att likspänningsmel- lanledskondensatorerna för båda omriktarna är gemensamma för samtliga tre faser att storleken på likspänningsmellanledskon- densatorerna kan väljas relativt liten, vilket reducerar kostna- derna för omriktaranordningen. . | . ø w v 10 15 20 25 30 35 521 243 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, vilken utgör en vidareutveckling av sistnämnda utföringsform, är den första VSC-omriktarens likspänningssida ansluten till ett nät för överfö- ring av aktiv effekt mellan anordningens likspänningssida och växelspänningssida, varvid den första VSC-omriktarens likspän- ningssida företrädesvis är ansluten till en HVDC-transmis- sionsanläggning. l ett sådant fall är det speciellt fördelaktigt om till den andra VSC-omriktarens likspänningssida en ytterligare andra trefas-VSC-omriktare är ansluten med mittpunkterna av sina fasben anslutna till var sin fasledning hos ett växelspän- ningsnät för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda andra VSC-omriktare. Härigenom kan den andra VSC-omriktaren, vilken har en väsentligt lägre spänning mellan sina likspännings- poler än den första VSC-omriktaren hantera såväl aktiv som re- aktiv effekt, eftersom nämnda ytterligare andra trefas-VSC-om- riktare med sin växelspänningsnätsanslutning gör att kondensa- torerna hos den andra VSC-omriktarens likspänningsmellanled kan hållas laddade på önskad nivå och ej laddas ur eller laddas upp för mycket vid överföring av aktiv effekt via den andra VSC- omriktaren. Följaktligen kan för en given nivå på likspänningen hos likspänningsnätet spänningen på anordningens växelspän- ningssida regleras uppåt eller nedåt genom att styra matning av effekt in mot respektive ut från den andra VSC-omriktaren via nämnda växelspänningsnät om så önskas. Om nu den första VSC-omriktaren har en betydligt högre skenbar effekt än den andra VSC-omriktaren och omriktaren med hög skenbar effekt är ansluten till ett transmissionsnät för HVDC eller fungerar som en back-to-back-omriktare, då kan omriktaren med låg skenbar ef- fekt användas dels för att reducera övertoner genererade av om- riktaren med hög skenbar effekt, dels för att generera grundton.According to another preferred embodiment, the device has a first VSC converter in the form of a three-phase converter with three phase legs with controllable semiconductor elements between its two DC voltage poles, a phase socket of each phase leg is connected on its alternating voltage side to a phase line, this being achieved in that each phase leg is connected to its own secondary winding of a transformer, the other end of the secondary winding is connected to a phase leg of a second VSC inverter in the form of a three-phase inverter, and the transformer has three primary windings, each connected to said phase line of the AC side of the device. An advantage of this embodiment is that only two DC intermediate links are required, one for the first VSC converter and one for the second VSC converter, although we are talking here about three phases, which simplifies the control of the converter device. Furthermore, the fact that the DC intermediate capacitors for both inverters are common to all three phases means that the size of the DC intermediate capacitors can be chosen relatively small, which reduces the costs of the inverter device. . | . According to a preferred embodiment of the invention, which constitutes a further development of the latter embodiment, the direct voltage side of the first VSC converter is connected to a network for transmitting active power between the direct voltage side of the device and the alternating voltage side, wherein the DC side of the first VSC converter is preferably connected to an HVDC transmission system. In such a case, it is particularly advantageous if an additional second three-phase VSC converter is connected to the second VSC inverter side with the midpoints of its phase legs connected to separate phase lines of an alternating voltage network for supplying power into and out of, respectively. said second VSC drive. As a result, the second VSC converter, which has a significantly lower voltage between its DC poles than the first VSC converter, can handle both active and reactive power, since said further second three-phase VSC converter with its alternating voltage mains connection allows the capacitors of the second VSC inverter can be kept charged at the desired level and not be discharged or overcharged when transmitting active power via the other VSC inverter. Consequently, for a given level of the DC voltage of the DC network, the voltage on the AC side of the device can be regulated upwards or downwards by controlling the supply of power towards and out of the second VSC converter via said AC network if desired. If now the first VSC inverter has a significantly higher apparent power than the second VSC inverter and the high apparent inverter is connected to a transmission network for HVDC or functions as a back-to-back inverter, then the inverter with low apparent power is used partly to reduce harmonics generated by the inverter with high apparent power, and partly to generate fundamental tones.

På så sätt kan omriktaren med hög skenbar effekt använda en pulsbreddsmoduleringsmetod med mycket låg switchfrekvens och med ett fast förhållande mellan växelspänning och likspänning, medan omriktaren med låg skenbar effekt används för övertons- kompensering, men också för reaktiv effektkompensering 10 15 20 25 30 35 521 243 10 och/eller för snabb justering av omriktaranordningens totala grundtonsspänning på nämnda växelspänningssida.In this way, the high apparent power converter can use a pulse width modulation method with a very low switching frequency and with a fixed ratio between alternating voltage and direct voltage, while the low apparent power converter is used for harmonic compensation, but also for reactive power compensation 10 15 20 25 30 35 521 243 10 and / or for rapid adjustment of the total fundamental voltage of the inverter device on said AC voltage side.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är var- dera fasben hos den första VSC-omriktaren anslutet till en egen fasledning hos anordningens växelspänningssida, och an- ordningen uppvisar åtminstone två andra VSC-omriktare med vardera en anslutning till var sin likspänningspol hos den första VSC-omriktaren och en andra anslutning till en polledare hos ett likspänningsnät. Detta sätt att ansluta VSC-omriktarna till varandra är speciellt lämpligt i fallet av HVDC, där den första VSC-omriktaren på likspänningssidan är kopplad till ett växelspänningstransmissionsnät via reaktorer och filter utan någon mellanliggande transformator.According to another preferred embodiment of the invention, each phase legs of the first VSC inverter are connected to a separate phase line of the AC voltage side of the device, and the device has at least two other VSC inverters, each with a connection to a DC voltage pole of the first VSC. the inverter and a second connection to a pole conductor of a direct voltage network. This way of connecting the VSC inverters to each other is particularly suitable in the case of HVDC, where the first VSC inverter on the DC side is connected to an alternating voltage transmission network via reactors and filters without any intermediate transformer.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen uppvi- sar anordningen åtminstone en dc/dc-omvandlare med en hög- frekvenstransformator ansluten med sin ena sida till nämnda andra VSC-omriktare och med sin andra sida till en inrättning för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda andra VSC- omriktare. Detta arrangemang möjliggör vidgade an- vändningsmöjligheter för den andra VSC-omriktaren, både för bi- drag till reaktiv effektkompensering och överföring av aktiv effekt på liknande sätt som den ovan diskuterade utföringsformen med en ytterligare trefas-VSC-omriktare ansluten till ett växelspän- ningsnät.According to another preferred embodiment of the invention, the device has at least one dc / dc converter with a high-frequency transformer connected with one side to said second VSC converter and with its other side to a device for supplying power towards and out from said second VSC inverter. This arrangement enables wider application possibilities for the second VSC inverter, both for contributions to reactive power compensation and transmission of active power in a manner similar to the embodiment discussed above with an additional three-phase VSC inverter connected to an AC mains.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är en- heten anordnad att styra halvledarelementen hos nämnda VSC- omriktare enligt ett pulsbreddsmoduleringsmönster med en fre- kvens som är desto lägre ju högre likspänningen mellan likspän- ningspolerna hos ifrågavarande VSC-omriktare är. I praktiken in- nebär detta att de VSC-omriktare hos anordningen som har lägst skenbar effekt switchas med högre frekvens än omriktare med högre skenbar effekt, så att de totala switchförlusterna kan hållas nere och olika typer av halvledarelement kan användas i olika omriktare för optimal anpassning till den avsedda switchfrekven- . . f t - I 10 15 20 25 30 35 521 243 11 sen. Det påpekas att här VSC-omriktare hos samma anordning avses och att i den de med högre spänning mellan sina likspän- ningspoler styrs rned lägre frekvens än de med lägre motsva- rande spänning. Dock kan hos en anordning med en omriktare med 5 kV mellan sina poler denna mycket väl styras med en lägre frekvens än en omriktare med 20 kV mellan polerna hos en annan anordning.According to another preferred embodiment of the invention, the unit is arranged to control the semiconductor elements of said VSC inverter according to a pulse width modulation pattern with a frequency which is lower the higher the DC voltage between the DC voltage poles of the VSC inverter. In practice, this means that the VSC inverters of the device with the lowest apparent power are switched with a higher frequency than inverters with a higher apparent power, so that the total switch losses can be kept down and different types of semiconductor elements can be used in different inverters for optimal adaptation. to the intended switching frequency-. . f t - I 10 15 20 25 30 35 521 243 11 sen. It is pointed out that here VSC converters of the same device are meant and that in those with higher voltage between their direct voltage poles a lower frequency is controlled than those with lower corresponding voltage. However, in a device with a converter with 5 kV between its poles, this can very well be controlled with a lower frequency than a converter with 20 kV between the poles of another device.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda enhet anordnad att styra den första VSC-omriktaren med en bestämd grundtonsfrekvens och de andra VSC-omriktarna med en frekvens som är väsentligt högre, företrädesvis en multi- pel av grundtonsfrekvensen. Detta håller de totala switchförlus- terna hos omriktaranordningen på en mycket låg nivå.According to another preferred embodiment of the invention, said unit is arranged to control the first VSC converter with a determined fundamental frequency and the second VSC converters with a frequency which is substantially higher, preferably a multiple of the fundamental frequency. This keeps the total switch losses of the inverter device at a very low level.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är en- heten anordnad att för uppnående av nämnda fasspänning hålla den första VSC-omriktaren i fasta kopplingslägen under så långa tider som möjligt och under dessa tider styra halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna att omväxlande addera olika spän- ningar till spänningen från den första VSC-omriktaren enligt ett pulsbreddsmoduleringsmönster. Därvid är det speciellt fördelak- tigt om enheten är anordnad att styra VSC-omriktarna efter ett spänningsbörvärde för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en tredjetonskomponent eller en multi- pel av tredjetonskomponeter med avseende på sinuskurvans grundton för förlängande av nämnda tid den första VSC-omrikta- ren kan befinna sig i ett fast läge och inte måste switchas. En sådan addition av en tredjetonskomponent, eller en valfri multipel av tredjetonskomponenter, påverkar inte spänningen mellan fa- serna, vilken således kommer att få önskad form, vilket i och för sig är tidigare känt, men antalet switchningar hos VSC-omrikta- ren med hög skenbar effekt kan reduceras ytterligare och därmed förlusterna fås ned. Ökningen av verkningsgraden innebär ofta i praktiken att omriktaranordningens skenbara effekt kan höjas tack vare en lägre termisk belastning av däri ingående kompo- nenter. 10 15 20 25 30 35 521 243 12 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda enhet anordnad att styra de andra VSC-omriktarna att addera spänningen till spänningen från den första VSC-omrikta- ren för bortkompenserande av lågfrekventa spänningsövertoner alstrade till följd av att den första VSC-omriktaren är anordnad att befinna sig i ett fast läge under stora delar av perioden hos grundtonsspänningen på anordningens växelspänningssida.According to another preferred embodiment of the invention, the unit is arranged to, in order to achieve said phase voltage, keep the first VSC inverter in fixed switching positions for as long as possible and during these times control the semiconductor elements of the second VSC inverters to alternately add different voltages. - voltages to the voltage from the first VSC converter according to a pulse width modulation pattern. In this case, it is particularly advantageous if the unit is arranged to control the VSC inverters according to a voltage setpoint for said phase voltage in the form of a sine curve added with a thirteenth component or a multiple of third tone components with respect to the fundamental tone of the sine curve for extending said time. The VSC inverter can be in a fixed position and does not need to be switched. Such an addition of a third tone component, or an optional multiple of third tone components, does not affect the voltage between the phases, which will thus have the desired shape, as is known per se, but the number of switches of the VSC converter with high apparent effect can be further reduced and thus the losses are reduced. The increase in efficiency often means in practice that the apparent power of the inverter device can be increased due to a lower thermal load of components included therein. According to another preferred embodiment of the invention, said unit is arranged to control the second VSC inverters to add the voltage to the voltage from the first VSC converter to compensate for low frequency voltage harmonics generated as a result of the first VSC converter is arranged to be in a fixed position for large parts of the period of the fundamental tone voltage on the alternating voltage side of the device.

Enligt en ytterligare annan föredragen utföringsform av uppfin- ningen är anordningen utformad för SVC-drift, det vill säga för en reaktiv effektkompensering, och enheten är anordnad att styra halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna att generera spänningspulser med en grundton som är förskjuten relativt strömmen igenom omriktaren med 90 elektriska grader och att styra den första VSC-omriktaren med samma förhållande mellan spänningsgrundtonen och strömmen genom den omriktaren för addering av den första och de andra VSC-omriktarnas bidrag till en reaktiv effektkompensering. Fördelar med att utnyttja de andra VSC-omriktarna på detta sätt framgår av diskussionen ovan.According to yet another preferred embodiment of the invention, the device is designed for SVC operation, i.e. for a reactive power compensation, and the unit is arranged to control the semiconductor elements of the other VSC inverters to generate voltage pulses with a fundamental tone which is offset relative to the current. through the 90 degree electrical converter and controlling the first VSC converter with the same ratio of voltage fundamental to current through that converter to add the contribution of the first and second VSC inverters to a reactive power compensation. Advantages of using the other VSC inverters in this way are clear from the discussion above.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är an- ordningen utformad för överföring av aktiv effekt mellan sin lik- och växelspänningssida, och nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna för bortkom- penserande av övertoner alstrade till följd av driften av den första VSC-omriktaren utan att ge något bidrag till överföring av aktiv effekt.According to another preferred embodiment of the invention, the device is designed for transmitting active power between its DC and AC side, and said unit is arranged to control the semiconductor elements of the other VSC inverters for compensating for harmonics generated as a result of the operation of the first VSC converter without making any contribution to the transmission of active power.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen är nämnda enhet anordnad att endast styra halvledarelementen hos två av den första VSC-omriktarens fasben åt gången under delar av perioden för den omriktarens spänningsgrundton och samtidigt ha det tredje fasbenets växelspänningssidiga anslutning ansluten till en av polerna hos den första VSC-omriktarens likspännings- mellanled och omväxla mellan de tre fasbenen vad avser nämnda 10 15 20 25 30 35 521 243 13 anslutning till en av polerna vid övergång mellan nämnda period- delar för anbringande av ett så kallat dödbands-PWM på denna VSC-omriktare, och enheten är anordnad att samtidigt styra VSC- omriktarna efter ett spänningsbörvärde för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en nollföljdskompo- nent eller nollföljdskomponenter, exempelvis en tredjetonskom- ponent eller en multipel av tredjetonskomponenter. Fördelen med ett sådant dödbands-PWM är framförallt att switchfrekvensen hos den första VSC-omriktaren, vilken företrädesvis är anordnad att hantera en hög skenbar effekt, då kan reduceras till 2/3, efter- som faserna endast behöver switcha under 2/3 av grundtonens period. Nackdelen är att nollföljdskomponenter av tredjetonska- raktär eller multiplar av tredjetoner behöver adderas till samtliga fasers spänningsbörvärde, vilket ej påverkar fas-fas-spänningen men väl spänningen mellan fas och jord. Tack vare införande av andra VSC-omriktare med låg skenbar effekt kan dock dessa nollföljdskomponenter kompenseras bort, vilket leder till att man kan införa dödbands-PWM på omriktare med hög skenbar effekt utan att detta leder till några negativa konsekvenser för spän- ningen på fasledningen relativt jord.According to another preferred embodiment of the invention, said unit is arranged to control only the semiconductor elements of two of the phase legs of the first VSC inverter at a time during parts of the period of voltage of the inverter and at the same time have the AC phase side connection of the third phase The DC interface of the VSC converter and switching between the three phase legs with respect to said connection to one of the poles at the transition between said period parts for applying a so-called deadband PWM to this VSC converter , and the unit is arranged to simultaneously control the VSC inverters according to a voltage setpoint for said phase voltage in the form of a sine curve added with a zero-sequence component or zero-sequence components, for example a third-tone component or a multiple of third-tone components. The advantage of such a deadband PWM is above all that the switching frequency of the first VSC converter, which is preferably arranged to handle a high apparent power, can then be reduced to 2/3, since the phases only need to switch during 2/3 of the fundamental tone. period. The disadvantage is that zero-sequence components of a third-tone character or multiples of third tones need to be added to the voltage setpoint of all phases, which does not affect the phase-phase voltage but rather the voltage between phase and earth. Thanks to the introduction of other VSC inverters with low apparent power, however, these zero-sequence components can be compensated away, which leads to the introduction of deadband PWM on inverters with high apparent power without this leading to any negative consequences for the voltage on the phase line relatively soil.

Uppfinningen avser även ett förfarande för styrning av en omrik- taranordning enligt ovan, hos vilket halvledarelementen hos nämnda VSC-omriktare styrs enligt ett pulsbreddsmodulerings- mönster med en frekvens som är desto lägre ju högre likspän- ningen mellan likspånningspolerna hos ifrågavarande VSC-om- riktare är. Fördelarna med detta förfarande samt med i bifogade osjälvständiga patentkrav definierade utföringsformer av förfa- randet framgår med all önskvärd tydlighet av ovanstående dis- kussion av föredragna utföringsformer av den uppfinningsenliga omriktaranordningen.The invention also relates to a method for controlling a converter device as above, in which the semiconductor elements of said VSC converter are controlled according to a pulse width modulation pattern with a frequency which is the lower the higher the DC voltage between the DC poles of the VSC converter. is. The advantages of this method and of embodiments of the method defined in the appended dependent claims are apparent with all the desired clarity from the above discussion of preferred embodiments of the converter device according to the invention.

Uppfinningen avser även en datorprogramprodukt samt ett da- torläsbart medium enligt motsvarande bifogade patentkrav. Det inses lätt att förfarandet enligt uppfinningen definierat i bifogade uppsättning förfarandepatentkrav är väl lämpat att utföras genom 10 15 20 25 30 35 521 243 14 programinstruktioner från en processor påverkbar av ett med ifrågavarande programsteg försett datorprogram.The invention also relates to a computer program product and a computer-readable medium according to the corresponding appended claims. It is readily appreciated that the method of the invention defined in the appended set of method patent claims is well suited to be performed by program instructions from a processor operable by a computer program provided with the program step in question.

Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfin- ningen framgår av övriga osjälvständiga patentkrav.Additional advantages and advantageous features of the invention appear from the other dependent claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Såsom exempel anförda föredragna utföringsformer av uppfin- ningen beskrivs hårefter under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig 1 är ett förenklat kopplingsschema av en omriktaranordning enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 2 är en fig 1 motsvarande vy av en omriktaranordning enligt en andra föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 3 och 4 illustrerar ett sinusformat spänningsbörvärde respek- tive ett spänningsbörvärde i form av en sinuskurva adderad med en tredjetonskomponent för spänningen mellan respektive fas- ledning och den första VSC-omriktarens likspänningsmellanleds- mittpunkt hos omriktaranordningen enligt fig 2, vilket utnyttjas för pulsbreddsmodulering av omriktaranordningen, fig 5 illustrerar schematiskt hur ett pulsbreddsmoduleringsmöns- ter utgående från spänningsbörvärdet enligt fig 3 kan se ut för en omriktaranordning enligt fig 2, fig 6 är en fig 2 motsvarande vy av en omriktaranordning enligt en tredje föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 7 är en omriktaranordning enligt en fjärde föredragen utfö- ringsform av uppfinningen, vilken utgör en variant av omriktar- anordningen enligt fig 2, 10 15 20 25 30 35 521 243 15 fig 8 är en fig 2 motsvarande vy av en omriktaranordning enligt en femte föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 9 är en fig 8 motsvarande vy av en omriktaranordning som ut- gör en variant av den visad i fig 8, fig 10 är en fig 8 motsvarande vy av en omriktaranordning enligt en ytterligare variant på omriktaranordningen enligt fig 8, fig 11 är en fig 2 motsvarande vy av en omriktaranordning enligt en åttonde föredragen utföringsform av uppfinningen, och fig 12 är slutligen en fig 2 motsvarande vy av en omriktaranord- ning enligt en nionde föredragen utföringsform av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS As exemplified preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a simplified circuit diagram of a converter device according to a preferred embodiment of the invention, Fig. 2 is a corresponding view of a transducer device according to a second preferred embodiment of the invention, Figs. Fig. 2, which is used for pulse width modulation of the converter device, Fig. 5 schematically illustrates what a pulse width modulation pattern based on the voltage setpoint according to Fig. 3 can look like for a converter device according to Fig. 2, Fig. 6 is a Fig. 2 corresponding view of a converter device according to a three The preferred embodiment of the invention, Fig. 7 is a drive device according to a fourth preferred embodiment of the invention, which constitutes a variant of the drive device according to Fig. 2, 10 15 20 25 30 35 521 243 15 Fig. 8 is a Fig. 2 corresponding view of a converter device according to a fifth preferred embodiment of the invention, Fig. 9 is a Fig. 8 corresponding view of a converter device which constitutes a variant of that shown in Fig. 8, Fig. 10 is a Fig. 8 corresponding view of a converter device according to a further variant in the converter device of Fig. 8, Fig. 11 is a Fig. 2 corresponding view of a converter device according to an eighth preferred embodiment of the invention, and Fig. 12 is finally a Fig. 2 corresponding view of a converter device according to a ninth preferred embodiment of the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGS- FORMER AV UPPFINNINGEN l Fig 1 illustreras en omriktaranordning med en allmän uppbygg- nad som i sig är känd och beskriven ovan med tre kaskadkopp- lingar, en för varje fas hos växelspänningsnätet, sammankopp- lade enligt en Y-koppling i den gemensamma punkten 20. Det som är nytt med föreliggande uppfinning är dock att spänningsni- våerna hos de olika likspänningskällorna 21, 22, 23 är skiljaktiga.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION Fig. 1 illustrates a drive device with a general construction which is known per se and described above with three cascade connections, one for each phase of the AC network, interconnected according to a Y in the common point 20. What is new with the present invention, however, is that the voltage levels of the different DC voltage sources 21, 22, 23 are different.

Närmare bestämt är hos en föredragen utföringsform nivån hos VSC-omriktaren 4 2°U0, hos den därpå följande 2'1U0 och så vidare med 2'*U0 hos den sista VSC-omriktaren 6 med x = ordningsnumret på respektive VSC-omriktare hos kaskad- kopplingen -1. För enkelhets skull kan vi nu anta att varje kas- kadkoppling endast uppvisar tre enfasomriktare. Då kan omriktaren 4 mellan sina anslutningar 24 och 25 leverera spänningen -U0/4, O eller +U0/4 beroende på tillståndet hos strömventilerna 11-14. Motsvarande gäller för enfasomriktaren 5 som kan leverera 0,1/2U0 eller -1/2U0 mellan anslutningen 24 och anslutningen 26 till därpå följande enfasomriktare 6. För den enfasomriktaren gäller i sin tur nivåerna O,U0 och -U0. Genom adderande av dessa olika kombinationer kan 15 olika nivåer 10 15 20 25 30 35 521 243 16 uppnås: -7/4U0 (-4/4 -2/4 -1/4), -6/4 (-4/4 -2/4 +0), -5/4 (-4/4 -1/4 +0), -4/4 (-4/4 +O +0), -3/4 (-4/4 +O +1/4 eller -1/4 -2/4 +0) och så vidare till +7/4U0. Fördelarna rned en anordning av detta slag har nämnts ovan.More specifically, in a preferred embodiment, the level of the VSC inverter 4 is 2 ° U0, in the subsequent 2'1U0 and so on by 2 '* U0 of the last VSC inverter 6 with x = the serial number of the respective VSC inverter of cascade - clutch -1. For the sake of simplicity, we can now assume that each cascade connection has only three single-phase inverters. Then the inverter 4 between its connections 24 and 25 can supply the voltage -U0 / 4, 0 or + U0 / 4 depending on the condition of the current valves 11-14. The same applies to the single-phase inverter 5 which can supply 0.1 / 2U0 or -1 / 2U0 between the connection 24 and the connection 26 to the subsequent single-phase inverter 6. For that single-phase inverter, the levels 0, U0 and -U0 apply in turn. By adding these different combinations, 15 different levels can be achieved: -7 / 4U0 (-4/4 -2/4 -1/4), -6/4 (-4/4 - 2/4 +0), -5/4 (-4/4 -1/4 +0), -4/4 (-4/4 + O +0), -3/4 (-4/4 + O +1/4 or -1/4 -2/4 +0) and so on to + 7 / 4U0. The advantages of a device of this kind have been mentioned above.

Skulle 3 istället för 2 användas som bas skulle 3"' möjliga nivåer kunna uppnås hos respektive kaskadkopplingsväxelspännings- sida, varvid m är antalet enfasomriktare inom respektive kaskad- koppling. Exempelvis skulle i fallet av 3 enfasomriktare i varje kaskadkoppling hos en sådan 27 olika nivåer kunna uppnås från -13/9U0 till +13/9U0 i steg om 1/9U0. Därvid används företrädesvis som släckbara halvledarelement i enfasomriktaren 6 med högst spänning mellan sina båda likspänningspoler sådana som klarar höga effekter men företrädesvis opereras med låga frekvenser, varvid högfrekvenselement används som släckbara halvledarelement hos enfasomriktaren 4 med den lägsta spänningen mellan sina likspänningspoler och frekvensen för styrningen av enfasomriktarnas halvledarelement ökas i riktningen från enfasomriktaren 6 till enfasomriktaren 4 för uppnående av ett önskvärt pulsbreddsmoduleringsmönster (PWM) på anslutningen 25 till växelspänningssidans reaktor 19.Should 3 instead of 2 be used as the base, 3 "'possible levels could be achieved at each cascade AC voltage side, where m is the number of single-phase inverters within each cascade. For example, in the case of 3 single-phase inverters in each cascade at such 27 different levels is achieved from -13 / 9U0 to + 13 / 9U0 in increments of 1 / 9U0. extinguishable semiconductor elements of the single-phase converter 4 with the lowest voltage between their DC poles and the frequency of the control of the single-phase converter semiconductor elements are increased in the direction from the single-phase converter 6 to the single-phase converter 4 to achieve a desired pulse width modulation pattern (PWM).

Därvid skulle exempelvis IGBT-er (lnsulated Gate Bipolar Transistor) kunna användas för högre switchfrekvenser och GTO- er (Gate Turn-Off thyristor) för lägre switchfrekvenser. Enheten 27 för styrande av respektive enfasomriktare, d v s dess krafthalvledarelement 15, är utformad att åstadkomma detta.In this case, for example, IGBTs (linsulated Gate Bipolar Transistor) could be used for higher switching frequencies and GTOs (Gate Turn-Off thyristors) for lower switching frequencies. The unit 27 for controlling the respective single-phase converter, i.e. its power semiconductor element 15, is designed to achieve this.

I fig 2 visas en omriktaranordning enligt en andra föredragen ut- föringsform av uppfinningen, hos vilken den första VSC-omrikta- ren 6 här förekommer i form av en trefasomriktare med tre fasben 28-30 med styrbara halvledarelement mellan sina båda likspän- ningspoler (se längst till höger i figuren). Ett fasuttag hos varje fasben är på sin växelspänningssida förbundet med en fasled- ning 1-3. Detta sker via en andra VSC-omriktare 5, 5', 5” för varje fasledning, varvid den andra VSC-omriktaren är bildad av en H-brygga med två grenar 31, 32 av styrbara halvledarelement, av vilka en första är ansluten till ett fasben hos den första VSC- 10 15 20 25 30 35 521 243 17 omriktaren och en andra till anordningens växelspänningssida. Vi antar här att spänningen mellan den första VSC-omriktarens likspänningspoler 7, 8 är U, och då är spänningen hos de andra VSC-omriktarnas likspänningsmellanled 33 k x U, varvid k är väsentligt lägre än 1, företrädesvis 0,05-0,5. Detta innebär att de andra VSC-omriktarnas skenbara effekt är låg i förhållande till den första VSC-omriktarens skenbara effekt, då samma fasström l passerar den första och de andra omriktarna. De seriekopplade VSC-omriktarna 5, 5”, 5” styrs enligt ett pulsbreddsmo- duleringsmönster, varvid de genererar en växelspänning mellan sin ingång och utgång. Därvid kan spänningen mellan ingången och utgången anta tre diskreta nivåer, nämligen k x U, 0 eller -k x U. Spänningen på fasledningarna 1, 2, 3 relativt mittpunkten 34, vilken definieras som fasspänningen, kan anta totalt 2 x 3 = 6 nivåer, jämfört med 2 nivåer för fallet av användande av endast den första omriktaren 6. Hos denna utföringsform har den första VSC-omriktaren tre anslutningspunkter 35-37 på sin växelspän- ningssida, medan den andra VSC-omriktaren har två anslut- ningspunkter 38, 39 för varje fas.Fig. 2 shows a converter device according to a second preferred embodiment of the invention, in which the first VSC converter 6 here appears in the form of a three-phase converter with three phase legs 28-30 with controllable semiconductor elements between its two direct voltage poles (see far right in the figure). A phase socket of each phase leg is connected on its alternating voltage side to a phase line 1-3. This is done via a second VSC converter 5, 5 ', 5 "for each phase line, the second VSC converter being formed by an H-bridge with two branches 31, 32 of controllable semiconductor elements, one of which is connected to a phase legs of the first VSC converter and a second to the AC side of the device. We assume here that the voltage between the DC voltage coils 7, 8 of the first VSC inverter is U, and then the voltage of the DC intermediate voltage of the other VSC inverters is 33 k x U, where k is substantially lower than 1, preferably 0.05-0.5. This means that the apparent power of the second VSC inverters is low in relation to the apparent power of the first VSC inverter, when the same phase current l passes the first and the second inverters. The series-connected VSC inverters 5, 5 ”, 5” are controlled according to a pulse width modulation pattern, whereby they generate an alternating voltage between their input and output. The voltage between the input and the output can assume three discrete levels, namely kx U, 0 or -kx U. The voltage on the phase lines 1, 2, 3 relative to the center point 34, which is defined as the phase voltage, can assume a total of 2 x 3 = 6 levels, compared with 2 levels for the case of using only the first inverter 6. In this embodiment, the first VSC inverter has three connection points 35-37 on its alternating voltage side, while the second VSC inverter has two connection points 38, 39 for each phase.

Vid reaktiv effektkompensering sker inget aktivt utbyte med det omgivande växelspänningsnätet mer än för att täcka de förluster som omriktaranordningen belastar nätet med. Detta betyder att vid reaktiv effektkompensering kan den i varje fas seriekopplade andra VSC-omriktaren styras för att generera en grundtonsspän- ning som är 90 elektriska grader fasförskjuten i förhållande till fasströmmens grundton, precis som den första VSC-omriktaren.In the case of reactive power compensation, no active exchange takes place with the surrounding alternating voltage network other than to cover the losses that the converter device loads on the network. This means that in the case of reactive power compensation, the second VSC inverter connected in series in each phase can be controlled to generate a fundamental voltage which is 90 electrical degrees phase-shifted in relation to the fundamental tone of the phase current, just like the first VSC inverter.

På så vis kan omriktaren med låg skenbar effekt styras till att ge ett bidrag till omriktaranordningens totala reaktiva effekt. Vidare kan den i varje fas seriekopplade andra VSC-omriktaren styras för att kompensera bort de lågfrekventa spänningsövertoner som alstras till följd av att den första VSC-omriktaren ej switchar un- der stora delar av grundtonsspänningens period. De övertoner detta är frågan om är framförallt femte och sjunde ton, elfte och trettonde ton, men även högre toner. I fallet av reaktiv effekt kan faktorn k väljas fritt, företrädesvis inom intervallet 0,15-0,5. Om k exempelvis väljes till 1/3 blir de sex spänningsnivåerna likformigt 10 15 20 25 30 35 521 243 ; « . » _ . 18 fördelade, vilket kan vara speciellt fördelaktigt. Ju högre tal som väljs, desto större blir bidraget som de seriekopplade andra VSC- omriktarna ger till omriktaranordningens totala skenbara effekt, och desto lägre switchfrekvens kan användas på den första VSC- omriktaren med hög skenbar effekt. l fig 3 illustreras användandet av en sinuskurva 40 som ett spän- ningsbörvärde för fasspänningen hos omriktaranordningen enligt fig 2 avsedd att ligga till grund för pulsbreddsmoduleringen av däri ingående VSC-omriktare. Spänningsnivåerna U respektive - U, vilka kan uppnås mellan mittpunkten 34 och respektive fas- bens växelspänningssidiga anslutningspunkt 35-37 är markerade, liksom de möjliga tillägg som kan göras via styrande av de andra VSC-omriktarna kring respektive nivå, så att 41 motsvarar (1/2+k)U, 42 (1/2-k)U, 43 (-1/2+k)U och 44 (-1/2-k)U. Så länge som spänningsbörvärdet ligger mellan nivåerna 41 och 42 räcker det med att den i varje fas seriekopplade andra VSC-omriktaren med låg skenbar effekt switchar. För den första VSC-omriktaren med hög skenbar effekt gäller att dess fasuttag 35-37 under denna tidsperiod kan vara anslutet till den positiva polen 7. På motsvarande sätt gäller att när spänningsbörvärdet ligger mellan nivåerna 43 och 44, då är fasuttaget för den första VSC- omriktaren ansluten till den negativa polen och pulsbreddsmoduleringsswitchningen utföres av den i fasen seriekopplade andra VSC-omriktaren med låg skenbar effekt. Det är då endast under övrig tid, se pilen 45, som den första VSC- omriktaren med hög skenbar effekt måste switchas. Detta gör att antalet switchningar som den ”stora” omriktaren med hög skenbar effekt måste utföra under en period av grundtonen kan kraftigt reduceras, med lägre switchförluster som följd. Typiskt sett ligger switchfrekvensen hos den andra VSC-omriktaren i regionen av 1-3 kHz. l fig 4 visas en alternativ möjlighet till utformning av spännings- börvärdet liggande till grund för pulsbreddsmoduleringen hos en 10 15 20 25 30 35 521 243 §<;¿¿g;;,.“ 19 omriktaranordning enligt fig 2. l detta fall har en tredjetonskom- ponent, som här är ca 20% av grundton, adderats till spännings- börvärdet i samtiiga faser. En sådan addition av en tredjetons- komponent eller en valfri multipel av tredjetonskomponenter på- verkar inte spänningen mellan faserna. Fas-fas-spänningens spänningsbörvärde är således fortfarande sinusformat. Denna pulsbreddsmoduleringsmetod kan med fördel kombineras med användningen av en i varje fas seriekopplad andra VSC-omrik- tare med låg skenbar effekt. Det framgår att fasspänningens spänningsbörvärde nu får brantare flanker, så att den tid (pilen 45) som spånningsbörvärdet befinner sig mellan nivåerna 42 och 43 förkortas i jämförelse med motsvarande tidsperiod hos styr- formen enligt fig 3. Antalet PWM-switchningar som den första VSC-omriktaren med hög skenbar effekt måste utföra under en period av grundtonen, vilken vanligtvis har en frekvens av ca 50 Hz, kan därigenom reduceras ytterligare, vilket ökar omriktarens verkningsgrad. Vidare ger denna moduleringsform en högre grundtonsspänning ut på växelspänningssidan för en given nivå på den första VSC-omriktarens likspänning, vilket också detta höjer omriktaranordningens verkningsgrad och sänker kostnaden för den.In this way, the inverter with low apparent power can be controlled to make a contribution to the overall reactive power of the inverter device. Furthermore, the second VSC inverter connected in series in each phase can be controlled to compensate for the low-frequency voltage harmonics generated as a result of the first VSC inverter not switching during large parts of the fundamental tone period. The harmonics this is a question of are primarily fifth and seventh tones, eleventh and thirteenth tones, but also higher tones. In the case of reactive power, the factor k can be chosen freely, preferably in the range 0.15-0.5. For example, if k is selected to be 1/3, the six voltage levels will be uniform 521 243; «. »_. 18 distributed, which can be particularly advantageous. The higher the number selected, the larger the contribution that the series-connected second VSC inverters make to the total apparent power of the inverter device, and the lower switching frequency can be used on the first high apparent power VSC inverter. Fig. 3 illustrates the use of a sine curve 40 as a voltage setpoint for the phase voltage of the converter device according to Fig. 2 intended to form the basis for the pulse width modulation of the VSC converter included therein. The voltage levels U and - U, respectively, which can be achieved between the center point 34 and the alternating voltage-side connection point 35-37 of the respective phases are marked, as well as the possible additions that can be made via control of the other VSC inverters around each level, so that 41 corresponds to (1 / 2 + k) U, 42 (1/2-k) U, 43 (-1 / 2 + k) U and 44 (-1 / 2-k) U. As long as the voltage setpoint is between levels 41 and 42, it is sufficient for the second VSC inverter with low apparent power to be connected in series in each phase. For the first VSC inverter with high apparent power, its phase socket 35-37 during this time period can be connected to the positive pole 7. Correspondingly, when the voltage setpoint is between levels 43 and 44, then the phase socket for the first VSC the inverter connected to the negative pole and the pulse width modulation switching is performed by the second VSC inverter connected in series in phase with low apparent power. It is then only for the rest of the time, see arrow 45, that the first VSC inverter with high apparent power must be switched. This means that the number of switches that the “large” inverter with high apparent power must perform during a period of the fundamental tone can be greatly reduced, with lower switch losses as a result. Typically, the switching frequency of the second VSC converter is in the region of 1-3 kHz. Fig. 4 shows an alternative possibility for designing the voltage setpoint underlying the pulse width modulation of a converter device according to Fig. 2. In this case, a converter device according to Fig. 2 has a The third-tone component, which here is about 20% of the fundamental tone, has been added to the voltage setpoint in all phases. Such addition of a third tone component or any multiple of third tone components does not affect the voltage between the phases. The voltage setpoint of the phase-to-phase voltage is thus still sinusoidal. This pulse width modulation method can advantageously be combined with the use of a second VSC converter with low apparent power connected in series in each phase. It can be seen that the voltage setpoint of the phase voltage now has steeper edges, so that the time (arrow 45) that the voltage setpoint is between levels 42 and 43 is shortened in comparison with the corresponding time period of the control according to Fig. 3. The number of PWM switches the inverter with high apparent power must perform during a period of the fundamental tone, which usually has a frequency of about 50 Hz, can thereby be further reduced, which increases the efficiency of the inverter. Furthermore, this modulation form gives a higher fundamental tone voltage out on the AC voltage side for a given level of the DC voltage of the first VSC inverter, which also increases the efficiency of the inverter device and lowers its cost.

I fig 5 illustreras i fallet reaktiv effekt hur de olika spänningspul- serna på växelspänningssidan hos anordningen enligt fig 2 kan se ut vid utnyttjande av den styrform som har diskuterats under hänvisning till fig 3.Fig. 5 illustrates in the case reactive power how the different voltage pulses on the alternating voltage side of the device according to Fig. 2 can look like when using the control form which has been discussed with reference to Fig. 3.

Omriktaranordningen enligt fig 2 är speciellt väl lämpad för reak- tiv effektkompensering, men den kan även användas för överfö- ring av aktiv effekt på nedan beskrivet sätt.The converter device according to Fig. 2 is particularly well suited for reactive power compensation, but it can also be used for transmitting active power in the manner described below.

Om istället aktiv effekt passerar den första VSC-omriktaren med hög skenbar effekt (exempelvis i fallet av HVDC eller back-to- back tillämpning), då kan de i varje fas seriekopplade andra VSC-omriktarna ej på samma sätt användas för att höja anlägg- ningens totala skenbara effekt. Dessa omriktare kan nämligen inte bidraga till omriktaranordningens aktiva effekt, då detta 10 15 20 25 30 35 521 243 ~~-*- U n» 20 skulle resultera i att respektive andra VSC-omriktares likspän- ningskondensator antingen skulle laddas upp eller ur. De serie- kopplade andra VSC-ornriktarna kan dock i detta fall styras för att kompensera bort spänningskomponenter av exempelvis femte och sjunde ton, elfte och trettonde ton och högre övertoner som genereras av omriktaren med hög skenbar effekt enligt ovan. l fallet aktiv effekt väljes med fördel faktorn k till ett lågt tal, exem- pelvis 5-15%, då det normalt räcker med att lägga till en liten spänningskomponent i serie med spänningen ifrån den stora, första VSC-omriktaren för att generera och kompensera bort ovannämnda övertoner.If instead active power passes the first VSC inverter with high apparent power (for example in the case of HVDC or back-to-back application), then the second VSC inverters connected in series in each phase cannot be used in the same way to increase the system. the total apparent effect of the ning. Namely, these inverters cannot contribute to the active power of the inverter device, as this would result in either the DC voltage capacitor of each other VSC inverter being either charged or discharged. However, the series-connected other VSC converter converters can in this case be controlled to compensate for voltage components of, for example, fifth and seventh tones, eleventh and thirteenth tones and higher harmonics generated by the converter with high apparent power as above. In the case of active power, the factor k is advantageously selected to a low number, for example 5-15%, as it is normally sufficient to add a small voltage component in series with the voltage from the large, first VSC converter to generate and compensate remove the above harmonics.

Således förutsätts i fallet aktiv effekt att såväl den första VSC- omriktaren som den mindre i varje fas seriekopplade andra VSC- omriktaren arbeta med pulsbreddsmodulering. Det större antalet tillgängliga nivåer innebär, att för ett givet krav på att omriktaren ej skall generera mer än en given mängd övertoner ut på anslutande nät 1-3 så kan switchfrekvensen hos den första VSC- omriktaren 6 med hög skenbar effekt reduceras.Thus, in the case of active power, it is assumed that both the first VSC converter and the smaller second VSC converter connected in series in each phase work with pulse width modulation. The larger number of available levels means that for a given requirement that the inverter should not generate more than a given amount of harmonics out on connecting networks 1-3, the switching frequency of the first VSC inverter 6 can be reduced with high apparent power.

I fig 6 illustreras en omriktaranordning som skiljer sig från den enligt fig 2 endast genom att de andra VSC-omriktarna istället för att vara bildade av H-bryggor är med sin likspänningssida an- sluten till ett fasben hos den första VSC-omriktaren via en på en potential väsentligen mitt emellan potentialen hos denna omrikta- res båda likspänningspoler liggande potential hos omriktarens likspänningsmellanled, som här uppvisar två kondensatorer, och ansluten till anordningens växelspänningssida via en gren av styrbara halvledarelement. Genom anordnande av en sådan halvbrygga kan endast två spänningsnivåer, nämligen kU/2 re- spektive -kU/2 adderas till den första VSC-omriktarens spänning för uppnående av fasspänningen. Således kan endast fyra nivåer uppnås på fasspänningen hos respektive fasledning 1-3 relativt mittpunkten 34. Fördelen med denna utföringsform är att antalet ventiler som behöver styras minskar. Enheten 27 kan använda samma styrförfarande som det som angivits ovan. 10 15 20 25 30 35 521 243 t + - « <- 21 l fig 7 illustreras en vidareutveckling av utföringsformen enligt fig 2, vilken skiljer sig från den genom att varje kaskadkoppling upp- visar två andra VSC-omriktare, så att här uppnås att om exem- pelvis k=1/3 väljes för de andra VSC-omriktarna 5, 5', 5” och k=1/6 väljes för de andra VSC-omriktarna 4, 4' och 4”, då erhål- les totalt 13 möjliga nivåer, vilka är jämnt fördelade mellan +U och -U med steget U/6. Skulle istället k=1/3 respektive 1/9 väljas så erhålles hela 18 nivåer, vilka är jämnt fördelade mellan +17/18U och -17/18U med steget 1/9U. Det ökade antalet nivåer som uppnås på detta sätt kan utnyttjas till att switcha omriktarnas strömventiler med en lägre frekvens för uppnående av en given kurvform och på så sätt minska switchförlusterna eller switcha ventilerna med oförändrad frekvens och uppnå en förbättrad kurvform med mindre övertonsinnehåll. l fig 8 visas en anordning enligt en ytterligare variant på uppfin- ningen, vilken är mycket lämplig då omriktaranordningen kopplas till ett anslutande nät 1-3 via en transformator 47. Här är den första VSC-omriktaren på sin växelspänningssida med varje fas- ben ansluten till en egen sekundärlindning 48-50 hos transforma- torn, och den andra änden av sekundärlindningen är ansluten till ett fasben hos en andra VSC-omriktare i form av en trefasomrik- tare. Transformatorn uppvisar vidare tre primärlindningar 51-53, vardera anslutna till var sin nämnd fasledning 1-3 hos anord- ningens växelspänningssida. Således har den på sekundärsidan Y-kopplade transformatorn fasvis försetts med en extra genomfö- ring i transformatorns neutralpunkt 54, till vilken den andra VSC- omriktaren med låg skenbar effekt kopplats. l denna koppling fås fyra olika nivåer per fas, men det påpekas att denna utförings- form kan fritt varieras med övriga utföringsformer enligt uppfin- ningen om fler nivåer önskas. En fördel med denna utföringsform är att den endast innehåller två likspänningsmellanled, vilket för- enklar styrningen av omriktaranordningen, samt att likspän- ningsmellanledskondensatorerna för båda VSC-omriktarna är gemensamma för samtliga tre faser, vilket gör att storleken på likspänningsmellanledskondensatorerna kan väljas relativt liten, 10 15 20 25 30 35 ». . . ~ 1 . 521 243 ,, -w- 22 vilket reducerar kostnaderna för omriktaren. Här ligger fasspän- ningen över transformatorns sekundärlindning. l fig 9 illustreras en variant på utföringsformen enligt fig 8, vilken skiljer sig från denna genom att den första VSC-omriktaren 6 med hög skenbar effekt på sin likspänningssida är ansluten till ett transmissionssystem för HVDC eller alternativt direkt till en likadan station för en back-to-back-överföring, vilket antydes genom kablarna 55, 56. Eftersom spänningen mellan den första VSC-omriktarens likspänningspoler nu förutsätts vara hög har även reaktorer 57 och filter 58 placerats mellan denna omriktare med hög utspänning och transformatorn 47, för att undvika att transformatorn utsätts för höga spänningsderivator relativt jord.Fig. 6 illustrates a converter device which differs from that of Fig. 2 only in that the other VSC converters, instead of being formed by H-bridges, are connected with their DC voltage side to a phase leg of the first VSC converter via a a potential substantially between the potential of both inverters' DC voltage poles lies the potential of the inverter's DC intermediate, which here has two capacitors, and connected to the AC side of the device via a branch of controllable semiconductor elements. By arranging such a half bridge, only two voltage levels, namely kU / 2 and -kU / 2, respectively, can be added to the voltage of the first VSC inverter to achieve the phase voltage. Thus, only four levels can be achieved on the phase voltage of the respective phase line 1-3 relative to the center point 34. The advantage of this embodiment is that the number of valves that need to be controlled decreases. The unit 27 can use the same control procedure as that indicated above. Fig. 7 illustrates a further development of the embodiment according to Fig. 2, which differs from it in that each cascade coupling has two other VSC inverters, so that here it is achieved that if, for example, k = 1/3 is selected for the other VSC inverters 5, 5 ', 5 "and k = 1/6 is selected for the other VSC inverters 4, 4' and 4", then a total of 13 possible levels, which are evenly distributed between + U and -U with step U / 6. Should instead k = 1/3 and 1/9, respectively, a full 18 levels are obtained, which are evenly distributed between + 17 / 18U and -17 / 18U with step 1 / 9U. The increased number of levels achieved in this way can be used to switch the inverter current valves with a lower frequency to achieve a given curve shape and thus reduce the switch losses or switch the valves with unchanged frequency and achieve an improved curve shape with less harmonic content. Fig. 8 shows a device according to a further variant of the invention, which is very suitable when the inverter device is connected to a connecting network 1-3 via a transformer 47. Here the first VSC inverter is connected on its alternating voltage side with each phase pin to a separate secondary winding 48-50 of the transformer, and the other end of the secondary winding is connected to a phase leg of a second VSC converter in the form of a three-phase converter. The transformer further has three primary windings 51-53, each connected to each of the mentioned phase lines 1-3 at the alternating voltage side of the device. Thus, the Y-coupled transformer on the secondary side has been provided in phases with an additional bushing in the neutral point 54 of the transformer, to which the second VSC converter with low apparent power is connected. In this connection, four different levels are obtained per phase, but it is pointed out that this embodiment can be freely varied with other embodiments according to the invention if more levels are desired. An advantage of this embodiment is that it contains only two DC intermediates, which simplifies the control of the converter device, and that the DC intermediate capacitors for both VSC inverters are common to all three phases, which means that the size of the DC intermediate capacitors can be chosen relatively small. 15 20 25 30 35 ». . . ~ 1. 521 243 ,, -w- 22 which reduces the cost of the inverter. Here, the phase voltage is above the secondary winding of the transformer. Fig. 9 illustrates a variant of the embodiment according to Fig. 8, which differs from this in that the first VSC converter 6 with high apparent power on its DC voltage side is connected to a transmission system for HVDC or alternatively directly to a similar station for a reverse to-back transmission, as indicated by the cables 55, 56. Since the voltage between the DC coils of the first VSC converter is now assumed to be high, reactors 57 and filters 58 have also been placed between this high-voltage converter and the transformer 47, in order to avoid the transformer exposed to high voltage derivatives relative to earth.

En ytterligare modifiering av utföringsformen enligt fig 8 är visad i fig 10 och denna skiljer sig från utföringsformen enligt fig 9 ge- nom att på den andra VSC-omriktarens 5 likspänningssida är en ytterligare trefas-VSC-omriktare 76 ansluten med mittpunkterna och sina fasben anslutna till var sin fasledning hos ett växelspänningsnät 60 för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda andra VSC-omriktare 5 med lägre skenbar effekt.A further modification of the embodiment according to Fig. 8 is shown in Fig. 10 and this differs from the embodiment according to Fig. 9 in that on the DC voltage side of the second VSC converter 5 a further three-phase VSC converter 76 is connected with the center points and its phase legs connected. to each phase line of an alternating voltage network 60 for supplying power in towards and out of said second VSC inverter 5 with lower apparent power.

Härigenom kan omriktaren 5 med låg skenbar effekt användas dels för att reducera övertoner genererade av omriktaren 6 med hög skenbar effekt, dels för att generera grundton. På så sätt kan omriktaren 6 med hög skenbar effekt använda ett pulsbreddsmo- duleringsmönster med mycket låg switchfrekvens och med ett fast förhållande mellan växelspänning och likspänning, medan omriktaren 5 med låg skenbar effekt används både för övertons- kompensering och för reaktiv effektkompensering och/eller snabb justering av omriktaranordningens totala grundtonsspänning på växelspänningssidan.In this way, the converter 5 with low apparent power can be used partly to reduce harmonics generated by the converter 6 with high apparent power, and partly to generate fundamental tones. In this way, the high apparent power converter 6 can use a pulse width modulation pattern with a very low switching frequency and with a fixed ratio between alternating voltage and direct voltage, while the low apparent power converter 5 is used both for harmonic compensation and for reactive power compensation and / or fast. adjusting the total fundamental voltage of the inverter device on the AC voltage side.

I fig 11 illustreras en omriktaranordning enligt en ytterligare före- dragen utföringsform av uppfinningen, hos vilken vardera fasben hos den första VSC-omriktaren 6 är anslutet till en egen fasled- ning 1-3 hos anordningens växelspänningssida och två andra VSC-omriktare 5, 5' är anslutna å ena sidan till var sin likspän- 10 15 20 25 30 35 521 243 23 ningspol hos den första VSC-omriktaren och å andra sidan till en polledare hos ett likspänningsnät. Denna utföringsform av upp- finningen är speciellt lämplig i fallet av HVDC, där den första VSC-omriktaren på växelspänningssidan är kopplad till ett växel- spänningstransmissionsnät 1-3 via reaktorer 58 och filter 59 utan någon mellanliggande transformator. De andra VSC-omriktarna med låg skenbar effekt styrs företrädesvis synkront med ett puls- breddsmoduleringsmönster, så att båda två antingen lägger till eller drar ifrån en spänning kU till respektive polspänning relativt jord. De kan också kopplas så att polspänningen som omriktaren 6 med hög skenbar effekt har blir identisk med spänningen över respektive likspänningskondensator relativt jord. Den ström som passerar de båda VSC-omriktarna 5, 5' med låg skenbar effekt är i huvudsak en likström. Den spänning som de genererar är en ren växelspänning utan någon likspänningskomponent. Eftersom de switchar synkront kommer de att alstra en nollföljdsspänning som återfinns i alla faserna på växelspänningssidan. Den första VSC- omriktaren 6 har här tre anslutningspunkter på sin växelspän- ningssida och två 72, 73 på sin likspänningssida, medan respek- tive andra VSC-omriktare 5 har två anslutningspunkter 74, 75.Fig. 11 illustrates a converter device according to a further preferred embodiment of the invention, in which each phase leg of the first VSC converter 6 is connected to a separate phase line 1-3 of the alternating voltage side of the device and two other VSC converters 5, 5 are connected on the one hand to each DC voltage pole of the first VSC converter and on the other hand to a pole conductor of a DC network. This embodiment of the invention is particularly suitable in the case of HVDC, where the first VSC inverter on the AC side is connected to an AC transmission network 1-3 via reactors 58 and filters 59 without any intermediate transformer. The other VSC inverters with low apparent power are preferably controlled synchronously with a pulse width modulation pattern, so that both either add or subtract a voltage kU to the respective pole voltage relative to ground. They can also be connected so that the pole voltage that the converter 6 has with a high apparent power becomes identical to the voltage across the respective direct voltage capacitor relative to earth. The current passing through the two VSC inverters 5, 5 'with low apparent power is essentially a direct current. The voltage they generate is a pure AC voltage without any DC component. Because they switch synchronously, they will generate a zero-sequence voltage that is found in all phases on the AC side. The first VSC inverter 6 here has three connection points on its alternating voltage side and two 72, 73 on its direct voltage side, while the respective VSC inverter 5 has two connection points 74, 75.

Fasspänningen för den ena fasen ligger mellan 34 och 1.The phase voltage for one phase is between 34 and 1.

Omriktaranordningen enligt denna utföringsform lämpar sig väl för användning av så kallad dödbands-PWM. l det faller låter man under en given del av spänningsgrundtonens period endast två av de tre faserna hos den första VSC-omriktaren 6 med hög skenbar effekt switcha med sitt PWM-mönster , medan den tredje fasen är kopplad till endera likspänningspol 7, 8. Exempelvis kan man låta den ena fasen vara kopplad till den ena likspännings- polen under 60 elektriska grader av grundtonsspänningens pe- riod, varpå man låter polen switcha under 120 elektriska grader, och sedan är polen under 60 elektriska grader kopplad till den motsatta polen, varpå man låter polen återigen switcha under resterande 120 elektriska grader. Fördelen med dödbands-PWM är såsom ovan angivet framförallt att switchfrekvensen hos VSC- omriktaren med hög skenbar effekt då kan reduceras till 2/3, eftersom faserna endast behöver switcha under 2/3 av 10 15 20 25 30 35 521 245 24 grundtonsspänningens period. Nackdelen är å andra sidan att nollföljdskomponenter av tredjetonskaraktär eller multiplar av tredjetoner behöver adderas tili samtliga fasers spänningsbör- värde, vilket dock ej påverkar fas-fas-spänningen men väl spänningen mellan fas och jord. Tack vare införandet av de båda synkront styrda VSC-omriktarna 5, 5' med låg skenbar effekt kan dock dessa nollföljdskomponenter kompenseras bort, vilket leder till att man kan införa dödbands-PWM på VSC-omriktaren 6 med hög skenbar effekt utan att detta leder till några negativa konsekvenser för spänningen på respektive fasledning 1-3 relativt jord. l detta fall kan ett typiskt värde på faktorn k vara ca 15-20%. Även större värden av faktorn k kan användas. Detta kan till ex- empel vara värdefullt om VSC-omriktaren med hög skenbar effekt ansluts direkt, det vill säga utan transformator, till ett växelspän- ningstransmissionsnät som är impedansjordat. Vid exempelvis enfasiga jordfel uppkommer då en nollföljdskomponent på växel- spänningssidan, bland annat av grundtonskaraktär. VSC-omrik- tarna med låg skenbar effekt kan i ett sådant fall, förutsatt att faktorn k är vald tillräckligt stor, kompensera bort denna noll- följdskomponent och omriktaranordningen kan överföra effekt oberoende av om enfasiga fel inträffar i anslutande nät eller ej.The converter device according to this embodiment is well suited for the use of so-called deadband PWM. In this case, for a given part of the period of the voltage fundamental tone, only two of the three phases of the first VSC converter 6 are allowed to switch with their PWM pattern with high apparent power, while the third phase is connected to either DC voltage pole 7, 8. For example. one phase can be left connected to one DC voltage pole below 60 electrical degrees for the fundamental tone period, then the pole is switched below 120 electrical degrees, and then the pole below 60 electrical degrees is connected to the opposite pole, whereupon allows the pole to switch again below the remaining 120 electrical degrees. The advantage of deadband PWM is, as stated above, above all that the switching frequency of the VSC inverter with high apparent power can then be reduced to 2/3, since the phases only need to switch during 2/3 of the period of the fundamental tone voltage. The disadvantage, on the other hand, is that zero-sequence components of a third-tone character or multiples of third-tones need to be added to the voltage setpoint of all phases, which, however, does not affect the phase-phase voltage but rather the voltage between phase and earth. However, thanks to the introduction of the two synchronously controlled VSC inverters 5, 5 'with low apparent power, these zero-sequence components can be compensated away, which leads to the introduction of deadband PWM on the VSC inverter 6 with high apparent power without this leading to some negative consequences for the voltage on each phase line 1-3 relative to earth. In this case, a typical value of the factor k can be about 15-20%. Even larger values of the factor k can be used. This can be valuable, for example, if the VSC inverter with high apparent power is connected directly, ie without a transformer, to an AC transmission network that is impedance grounded. In the case of single-phase earth faults, for example, a zero-sequence component then arises on the alternating voltage side, among other things of a fundamental tone character. In such a case, the VSC inverters with low apparent power can, provided that the factor k is selected sufficiently large, compensate for this zero-sequence component and the inverter device can transmit power regardless of whether single-phase faults occur in connecting networks or not.

Slutligen illustreras i fig 12 en anordning enligt en ytterligare fö- redragen utföringsform av uppfinningen, hos vilken de andra VSC-omriktarna även kan bidra till överföring av aktiv effekt ge- nom att deras likspänningssida kan utbyta energi med ett ytterli- gare växelspänningsnät 61 via en dc/dc-omvandlare 62. Denna utföringsform har en dc/dc-omvandlare 62 med en högfre- kvenstransformator 63 ansluten med sin ena sida till en andra VSC-omriktare 5 med sin andra sida till en inrättning (61) för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda VSC-omrik- tare. Närmare bestämt uppvisar anordningen en för samtliga fasledningar 1-3 gemensam dc/dc-omvandlare med en nämnd transformator med tre sekundärlindningar 64-66 anslutna till var sin till respektive andra VSC-omriktare ansluten omvandlardel 10 15 20 25 521 243 25 67-69 och en primärlindning 70 ansluten till en enda till nämnda inrättning ansluten omvandlardel 71. Härigenom kan det tillkommande nätet 61 mata in effekt till eller dra ut effekt från de andra VSC-omriktarna 5 med låg skenbar effekt, så att dessa kan fungera på liknande sätt som den andra VSC-omriktaren 5 hos utföringsformen enligt fig 10.Finally, Fig. 12 illustrates a device according to a further preferred embodiment of the invention, in which the other VSC inverters can also contribute to the transmission of active power in that their direct voltage side can exchange energy with a further alternating voltage network 61 via a dc / dc converter 62. This embodiment has a dc / dc converter 62 with a high frequency transformer 63 connected with one side to a second VSC converter 5 with its other side to a device (61) for supplying power into towards and out of the said VSC converter. More specifically, the device has a dc / dc converter common to all phase lines 1-3 with a said transformer with three secondary windings 64-66 connected to a converter part 10 connected to each other VSC converter 10 15 20 25 521 243 25 67-69 and a primary winding 70 connected to a single converter part 71. connected to said device, whereby the additional network 61 can supply power to or draw power from the other VSC inverters 5 with low apparent power, so that they can function in a similar manner as the the second VSC converter 5 of the embodiment of Fig. 10.

Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, utan en mängd möjlig- heter till modifikationer därav torde vara uppenbara för en fack- man på området, utan att denne för den skull avviker från uppfin- ningens grundtanke sådan denna definieras i bifogade patent- krav.The invention is of course not in any way limited to the preferred embodiments described above, but a number of possibilities for modifications thereof should be obvious to a person skilled in the art, without this departing from the basic idea of the invention as defined. in the appended patent claims.

Exempelvis skulle den sist beskrivna utföringsformen kunna vari- eras genom att anordna en separat transformator/fas. Dock är det fördelaktigt att använda sig av en flerlindningstransformator enligt fig 12, då på så vis antalet primärlindningar kan minskas.For example, the last described embodiment could be varied by arranging a separate transformer / phase. However, it is advantageous to use a multi-winding transformer according to Fig. 12, as in this way the number of primary windings can be reduced.

”Addera spänning” är att i denna avhandling ge betydelsen av att även täcka in addition av negativa spänningar, det vill säga en subtraktion av en positiv spänning."Adding voltage" is to give in this dissertation the meaning of also covering the addition of negative voltages, ie a subtraction of a positive voltage.

De beskrivna omriktaranordningarna är företrädesvis utformade att hantera fasspänningar mellan 5 kV och 500 kV, även om andra spänningsnivåer är tänkbara.The described converter devices are preferably designed to handle phase voltages between 5 kV and 500 kV, although other voltage levels are conceivable.

Claims (56)

10 15 20 25 30 35 521 243 26 Patentkrav10 15 20 25 30 35 521 243 26 Patent claims 1. Omriktaranordning för omvandling av likspänning till växel- spänning eller vice versa, innefattande en första VSC-omriktare (6) kaskadkopplad med åtminstone en andra VSC-omriktare (4, 5), varvid varje nämnd VSC-omriktare hos anordningen innehåller dels ett likspänningsmellanled (21-23, 33) med en positiv och negativ pol och ett eller flera organ för kapacitiv energilagring, dels strömventiler (11-14) med styrbara halvledarelement, varvid anordningen innefattar en enhet (27) anordnad att styra halvledarelementen att generera spänningar mellan respektive VSC-omriktares anslutningspunkter inbördes åtskilda i steg med storleken av likspänningen mellan den positiva och negativa polen hos omriktarens likspänningsmellanled, samt varvid enheten är anordnad att styra nämnda halvledarelement och därmed omriktaranordningen att generera en fasspänning som utgöres av summan av nämnda genererade spänningar hos nämnda första och andra VSC-omriktare, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktaren har mellan sin positiva och nega- tiva pol en likspänning som är väsentligt högre än den likspän- ning den andra VSC-omriktaren har mellan sin positiva och nega- tiva pol.A converter device for converting direct voltage to alternating voltage or vice versa, comprising a first VSC converter (6) cascaded with at least one second VSC converter (4, 5), each said VSC converter of the device containing a direct voltage intermediate (21-23, 33) with a positive and negative pole and one or more means for capacitive energy storage, partly current valves (11-14) with controllable semiconductor elements, the device comprising a unit (27) arranged to control the semiconductor elements to generate voltages between the respective The connection points of VSC inverters are mutually separated in steps of the magnitude of the DC voltage between the positive and negative poles of the DC DC intermediate, and wherein the unit is arranged to control said semiconductor element and thus the inverter device to generate a phase voltage constituted by the sum of said first second VSC inverter, characterized in that the first VSC inverter n has a direct voltage between its positive and negative poles that is significantly higher than the direct voltage of the other VSC inverter between its positive and negative poles. 2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen att utnyttja förhållandet mellan den första och andra VSC-omriktarens likspänningar till att på ett fördelaktigt sätt generera en nämnd fasspänning med flera tillgängliga spänningsnivåer.Device according to claim 1, characterized in that said unit is arranged to control the semiconductor elements to utilize the ratio of the direct voltages of the first and second VSC inverters to advantageously generate a said phase voltage with several available voltage levels. 3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen att utnyttja förhållandet mellan den första och andra VSC-omriktarens likspänningar till att öka omriktaranordningens totala verkningsgrad. 10 15 20 25 30 35 521 243 27Device according to claim 1, characterized in that said unit is arranged to control the semiconductor elements to utilize the ratio of the DC voltages of the first and second VSC inverters to increase the overall efficiency of the inverter device. 10 15 20 25 30 35 521 243 27 4. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen att utnyttja förhållandet mellan den första och andra 'i/SC-omriktarens likspänningar till att förbättra omriktaranordningens övertonshalt.4. A device according to claim 1, characterized in that said unit is arranged to control the semiconductor elements to utilize the ratio of the DC voltages of the first and second I / SC inverters to improve the harmonic content of the inverter device. 5. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen att utnyttja förhållandet mellan den första och andra VSC-omriktarens likspänningar till att minska steget mellan olika möjliga spånningsnivåer hos nämnda fasspänning.Device according to claim 1, characterized in that said unit is arranged to control the semiconductor elements to utilize the ratio of the DC voltages of the first and second VSC inverters to reduce the step between different possible voltage levels of said phase voltage. 6. Anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra halvledarelementen att utnyttja förhållandet mellan den första och andra VSC-omriktarens likspänningar till att minimera antalet switchningar hos VSC- omriktaren (6) med högst spänning mellan sina poler.Device according to claim 1, characterized in that said unit is arranged to control the semiconductor elements to utilize the ratio of the DC voltages of the first and second VSC inverters to minimize the number of switches of the VSC inverter (6) with the highest voltage between its poles. 7. Anordning enligt något av kraven 1-6, kännetecknad därav, att strömventilerna hos den första VSC-omriktaren uppvisar flera seriekopplade halvledarelement (15).Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the current valves of the first VSC inverter have several semiconductor elements (15) connected in series. 8. Anordning enligt något av kraven 1-7, kännetecknad därav, att den uppvisar flera nämnda andra, inbördes kaskadkopplade VSC-omriktare (4, 5).Device according to any one of claims 1-7, characterized in that it has several said second, cascaded VSC converters (4, 5). 9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad därav, att samtliga VSC-omriktare (4-6) hos kaskadkopplingen har inbördes skiljak- tiga spänningar mellan sin positiva och negativa pol.Device according to Claim 8, characterized in that all the VSC inverters (4-6) of the cascade coupling have mutually different voltages between their positive and negative poles. 10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad därav, att spänningen U mellan VSC-omriktarnas likspänningspoler kan uttryckas som U=kU0, varvid UO är en given spänningsnivå, k=a"”“,a är ett positivt tal skilt från 1, varvid p är >O och x är lika med ord- ningsnumret på respektive VSC-omriktare -1 vid tillordnande av omriktarna ordningsnummer från 1 och uppåt.Device according to claim 9, characterized in that the voltage U between the DC poles of the VSC inverters can be expressed as U = kU0, where UO is a given voltage level, k = a "" ", a is a positive number different from 1, where p is> 0 and x are equal to the serial number of the respective VSC inverter -1 when assigning the inverters serial numbers from 1 and up. 11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad därav, att p=1. . ~ s, Q - ~ 10 15 20 25 30 35 521 243 28Device according to claim 10, characterized in that p = 1. . ~ s, Q - ~ 10 15 20 25 30 35 521 243 28 12. Anordning enligt krav 10 eller 11, kännetecknad därav, att a är ett heltal 2 2.Device according to claim 10 or 11, characterized in that a is an integer 2 2. 13. Anordning enligt krav 12, kännetecknad därav, att a = 2.Device according to claim 12, characterized in that a = 2. 14. Anordning enligt krav 12, kännetecknad därav, att a = 3.Device according to claim 12, characterized in that a = 3. 15. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktaren (6) är anordnad att hantera en väsentligt högre skenbar effekt än nämnda andra VSC-omrik- tare (4, 6).Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first VSC converter (6) is arranged to handle a substantially higher apparent power than said second VSC converter (4, 6). 16. Anordning enligt krav 15, kännetecknad därav, att förhållan- det mellan den av respektive andra VSC-omriktare (5) hanterade skenbara effekten/den av den första VSC-omriktaren hanterade skenbara effekten är 0,10-1.Device according to claim 15, characterized in that the ratio between the apparent power handled by the respective VSC inverter (5) / the apparent power handled by the first VSC inverter is 0.10-1. 17. Anordning enligt krav 16, kännetecknad därav, att den är utformad för SVC-drift, och att nämnda förhållande är 0,30-1.Device according to claim 16, characterized in that it is designed for SVC operation, and that said ratio is 0.30-1. 18. Anordning enligt krav 16, kännetecknad därav, att den är utformad för överföring av aktiv effekt mellan sin lik- och växel- spänningssida, och att nämnda förhållande är 0,10-0,30.Device according to claim 16, characterized in that it is designed for transmitting active power between its direct and alternating voltage side, and that said ratio is 0.10-0.30. 19. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att den innefattar flera nämnda kaskadkopplingar, vilka är vid en ände motsatt respektive kaskadkopplings växelspännings- sida hopkopplade i en gemensam punkt (20).Device according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises several said cascade couplings, which are connected at one end opposite the alternating voltage side of the respective cascade coupling in a common point (20). 20. Anordning enligt krav 19, kännetecknad därav, att tre nämnda kaskadkopplingar är hopkopplade i nämnda gemen- samma punkt (20) för bildande av en Y-koppling av tre faser hos omriktaranordningens likspänningssida.Device according to claim 19, characterized in that three said cascade connections are interconnected in said common point (20) to form a Y-connection of three phases of the DC voltage side of the inverter device. 21. Omriktaranordning enligt något av kraven 1-18, känneteck- nad därav, att den uppvisar en första VSC-omriktare (6) i form .= , .a u i ~ 10 15 20 25 30 35 521 243 29 av en trefasomriktare med tre fasben (28-30) med styrbara halv- ledarelement mellan sina båda likspänningspoler, och att ett fasuttag hos varje fasben är på sin växelspänningssida förbundet med en fasledning (1-3).Converter device according to one of Claims 1 to 18, characterized in that it has a first VSC converter (6) in the form of a three-phase converter with three phase legs. (28-30) with controllable semiconductor elements between their two DC poles, and that a phase socket of each phase leg is connected to a phase line on its AC voltage side (1-3). 22. Anordning enligt krav 21, kännetecknad därav, att den upp- visar tre nämnda kaskadkopplingar med nämnda första VSC-om- riktare (6) gemensam för kaskadkopplingarna, och att en andra VSC-omriktare (5, 5', 5") hos varje kaskadkoppling är vid en ände motsatt sin växelspänningssida förbunden med nämnda fasuttag hos var sitt fasben (28-30) hos den första VSC-omrikta- ren.Device according to claim 21, characterized in that it has three said cascade couplings with said first VSC converter (6) common to the cascade couplings, and that a second VSC converter (5, 5 ', 5 ") of each cascade coupling is connected at one end opposite its AC voltage side to said phase socket of each phase leg (28-30) of the first VSC converter. 23. Anordning enligt krav 22, kännetecknad därav, att nämnda andra VSC-omriktare är bildade av H-bryggor med två grenar (31, 32) av styrbara halvledarelement, av vilka en första är an- sluten till ett fasben hos den första VSC-omriktaren och en andra är ansluten till anordningens växelspänningssida.Device according to claim 22, characterized in that said second VSC inverters are formed by H-bridges with two branches (31, 32) of controllable semiconductor elements, a first of which is connected to a phase leg of the first VSC the drive and a second are connected to the AC side of the device. 24. Anordning enligt krav 22, kännetecknad därav, att varje andra VSC-omriktare är antingen med sin likspänningssida ansluten till ett fasben hos den första VSC-omriktaren via en på en potential väsentligen mitt emellan potentialen hos denna omriktares båda likspänningspoler liggande potential hos omriktarens likspänningsmellanled och ansluten till anordningens växelspänningssida via en gren av styrbara halvledarelement eller via nämnda gren ansluten till nämnda fasben hos den första VSC-omriktaren och med sin nämnda mellanliggande potential till anordningens växelspänningssida.Device according to claim 22, characterized in that each second VSC converter is connected either with its DC side to a phase leg of the first VSC converter via a potential of the converter's DC voltage lying substantially at a potential substantially between the potential of this converter's two DC poles and connected to the AC side of the device via a branch of controllable semiconductor elements or via said branch connected to said phase leg of the first VSC inverter and with its intermediate potential to the AC side of the device. 25. Anordning enligt krav 21, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktaren (6) är på sin växelspänningssida med varje fas- ben ansluten till en egen sekundärlindning (48-50) hos en transformator (47), att den andra änden av sekundärlindningen är ansluten till ett fasben hos en andra VSC-omriktare (5) i form av en trefasomriktare, och att transformatorn uppvisar tre 10 15 20 25 30 35 . « .- . v fl 521 243 30 primärlindningar (51-53), vardera anslutna till var sin nämnd fasledning (1-3) hos anordningens växelspänningssida.Device according to claim 21, characterized in that the first VSC converter (6) is connected on its alternating voltage side with each phase leg to a separate secondary winding (48-50) of a transformer (47), that the second end of the secondary winding is connected to a phase leg of a second VSC converter (5) in the form of a three-phase converter, and that the transformer has three transducers. «.-. v fl 521 243 30 primary windings (51-53), each connected to a separate phase line (1-3) of the alternating voltage side of the device. 26. Anordning enligt krav 25, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktarens likspänningssida är ansluten till åtminstone en fritt hängande kondensator för SVC(Static Var Compensator)-drift av anordningen.Device according to claim 25, characterized in that the DC voltage side of the first VSC converter is connected to at least one free-hanging capacitor for SVC (Static Var Compensator) operation of the device. 27. Anordning enligt krav 25, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktarens likspänningssida är ansluten till ett nät (55, 56) för överföring av aktiv effekt mellan anordningens likspännings- sida och växelspänningssida.Device according to claim 25, characterized in that the direct voltage side of the first VSC converter is connected to a network (55, 56) for transmitting active power between the direct voltage side of the device and the alternating voltage side. 28. Anordning enligt krav 27, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktarens likspänningssida är ansluten till en HVDC(High Voltage Direct Current)-transmissionsanläggning_Device according to claim 27, characterized in that the DC voltage side of the first VSC converter is connected to an HVDC (High Voltage Direct Current) transmission system_ 29. Anordning enligt krav 27, kännetecknad därav, att den första VSC-omriktarens (6) likspänningssida är via ett likspännings- mellanled ansluten till en VSC-omriktare med en motsatt belägen växelspänningssida ansluten till ett växelspänningsnät för back- to-back-överföring mellan det växelspänningsnätet och anord- ningens växelspänningssida.Device according to claim 27, characterized in that the direct voltage side of the first VSC converter (6) is connected via a direct voltage intermediate to a VSC converter with an opposite alternating voltage side connected to an alternating voltage network for back-to-back transmission between the AC mains and the AC side of the device. 30. Anordning enligt krav 27, kännetecknad därav, att till den andra VSC-omriktarens (5) likspänningssida är en ytterligare trefas-VSC-omriktare (4) ansluten med mittpunkterna hos sina fasben anslutna till var sin fasledning hos ett växelspänningsnät (60) för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda andra VSC-omriktare.Device according to claim 27, characterized in that to the DC voltage side of the second VSC converter (5) a further three-phase VSC converter (4) is connected with the midpoints of its phase legs connected to each phase line of an alternating voltage network (60) for supply of power towards and out of said second VSC inverter. 31. Anordning enligt något av kraven 27-30, kännetecknad därav, att på den första VSC-omriktarens (6) växelspänningssida är filter (59) anordnade att filtrera bort övertoner genererade vid omkopplingen av omriktarnas halvledarelement. 10 15 20 25 30 35 521 243 31Device according to one of Claims 27 to 30, characterized in that filters (59) are arranged on the alternating voltage side of the first VSC inverter (6) to filter out harmonics generated during the switching of the semiconductor elements of the inverters. 10 15 20 25 30 35 521 243 31 32. Anordning enligt krav 21, kännetecknad därav, att vardera fasben (28-30) hos den första VSC-omriktaren (6) är anslutet till en egen fasledning (1-3) hos anordningens växeispänningssida, och att anordningen uppvisar åtminstone två andra VSC-omrik- tare (5, 5') med vardera en anslutning till var sin likspänningspol hos den första VSC-omriktaren och en anslutning till en polledare hos ett likspänningsnät (55, 56).Device according to claim 21, characterized in that each phase leg (28-30) of the first VSC converter (6) is connected to a separate phase line (1-3) of the growth voltage side of the device, and that the device has at least two other VSCs. inverters (5, 5 '), each with a connection to a DC terminal of the first VSC inverter and a connection to a pole conductor of a DC network (55, 56). 33. Anordning enligt krav 32, kännetecknad därav, att nämnda andra VSC-omriktare (5, 5') är bildade av H-bryggor med två grenar av styrbara halvledarelement, av vilka en första är an- sluten till en likspänningspol hos den första VSC-omriktaren (6) och en andra är ansluten till en nämnd polledare.Device according to claim 32, characterized in that said second VSC inverters (5, 5 ') are formed by H-bridges with two branches of controllable semiconductor elements, a first of which is connected to a direct voltage pole of the first VSC the drive (6) and a second one are connected to a said pole conductor. 34. Anordning enligt krav 22, kännetecknad därav, att den upp- visar åtminstone en dc/dc-omvandlare (62) med en högfrekvens- transformator (63) ansluten med sin ena sida till nämnda andra VSC-omriktare (5) och med sin andra sida till en inrättning (61) för matning av effekt in mot respektive ut från nämnda andra VSC-omriktare.Device according to claim 22, characterized in that it has at least one dc / dc converter (62) with a high-frequency transformer (63) connected with one side to said second VSC converter (5) and with its other side to a device (61) for supplying power into and out of said second VSC inverter. 35. Anordning enligt krav 34, kännetecknad därav, att den upp- visar en separat nämnd dc/dc-omvandlare för varje fasledning för effektutbyte med tillhörande andra VSC-omriktare.Device according to claim 34, characterized in that it has a separately mentioned dc / dc converter for each phase line for power exchange with associated other VSC converters. 36. Anordning enligt krav 34, kännetecknad därav, att den upp- visar en för samtliga fasledningar (1-3) gemensam dc/dc-om- vandlare (62) med en nämnd transformator med tre delsekundär- lindningar (64-66) anslutna till var sin till respektive andra VSC- omriktare ansluten omvandlardel (67-69) och en primärlindning (70) ansluten till en enda till nämnda inrättning ansluten omvandlardel (71).Device according to claim 34, characterized in that it has a dc / dc converter (62) common to all phase lines (1-3) with said transformer with three sub-secondary windings (64-66) connected to each converter part (67-69) connected to the respective other VSC inverters and a primary winding (70) connected to a single converter part (71) connected to said device. 37. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att enheten (27) är anordnad att styra halvledarelementen hos nämnda VSC-omriktare enligt ett pulsbreddsmodulerings- mönster med en frekvens som är desto lägre ju högre likspän- 10 15 20 25 30 35 521 243 32 ningen mellan likspänningspolerna hos ifrågavarande VSC-om- riktare är.Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the unit (27) is arranged to control the semiconductor elements of said VSC converter according to a pulse width modulation pattern with a frequency which is the lower the higher the DC voltage. 243 32 the voltage between the DC poles of the VSC inverter in question is. 38. Anordning enligt krav 37, kännetecknad därav, att nämnda enhet (27) är anordnad att styra den första VSC-omriktaren (6) med en bestämd grundtonsfrekvens och de andra VSC-omrik- tarna (4, 5) med en frekvens som är väsentligt högre, företrädes- vis en multipel av grundtonsfrekvensen.Device according to claim 37, characterized in that said unit (27) is arranged to control the first VSC converter (6) with a determined fundamental tone frequency and the second VSC inverters (4, 5) with a frequency which is significantly higher, preferably a multiple of the fundamental frequency. 39. Anordning enligt något av kraven 21-38, kännetecknad därav, att nämnda enhet (27) är anordnad att för uppnående av nämnda fasspänning hålla den första VSC-omriktaren (6) i fasta kopplingslägen under så långa tider som möjligt och under dessa tider styra halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna (4, 5) att omväxlande addera olika spänningar till spänningen från den första VSC-omriktaren enligt ett pulsbreddsmodulerings- mönster.Device according to any one of claims 21-38, characterized in that said unit (27) is arranged to hold the first VSC converter (6) in fixed switching positions for as long times as possible and during these times in order to achieve said phase voltage. controlling the semiconductor elements of the second VSC inverters (4, 5) to alternately add different voltages to the voltage from the first VSC inverter according to a pulse width modulation pattern. 40. Anordning enligt krav 39, kännetecknad därav, att nämnda enhet (27) är anordnad att styra VSC-omriktarna efter ett spän- ningsbörvärde (40) för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en tredjetonskomponent eller en multi- pel av tredjetonskomponenter med avseende på sinuskurvans grundton för förlängande av nämnda tid den första VSC-omrikta- ren kan befinna sig i ett fast läge och inte måste switchas.Device according to claim 39, characterized in that said unit (27) is arranged to control the VSC inverters according to a voltage setpoint (40) for said phase voltage in the form of a sinusoidal curve added with a thirteenth component or a multiple of thirteenth components. with respect to the fundamental tone of the sine curve for extending said time the first VSC converter may be in a fixed position and not have to be switched. 41. Anordning enligt något av kraven 21-40, kännetecknad därav, att nämnda enhet är anordnad att styra de andra VSC-om- riktarna (4, 5) att addera spänningar till spänningen från den första VSC-omriktaren (6) för bortkompenserande av lågfrekventa spänningsövertoner alstrade till följd av att den första VSC-om- riktaren är anordnad att befinna sig i ett fast läge under stora delar av perioden hos grundtonsspänningen på anordningens växelspänningssida.Device according to any one of claims 21-40, characterized in that said unit is arranged to control the second VSC inverters (4, 5) to add voltages to the voltage from the first VSC inverter (6) to compensate for low-frequency voltage harmonics generated as a result of the first VSC converter being arranged to be in a fixed position for large parts of the period of the fundamental tone voltage on the AC voltage side of the device. 42. Anordning enligt något av kraven 21-27 eller 34-41, känne- tecknad därav, att den är utformad för SVC-drift, det vill säga för 10 15 20 25 30 35 521 243 33 en reaktiv effektkompensering, och att nämnda enhet (27) är an- ordnad att styra halvledarelementen hos de andra VSC-omrik- tarna (4, 5) att generera spänningspulser med en grundton som är förskjuten relativt strömmen igenom omriktarna med 90 elek- triska grader och att styra den första VSC-omriktaren (6) med samma förhållande mellan spänningsgrundton och strömmen ge- nom den omriktaren för addering av den första och de andra VSC-omriktarnas bidrag till reaktiv effektkompensering.Device according to any one of claims 21-27 or 34-41, characterized in that it is designed for SVC operation, i.e. for a reactive power compensation, and that said unit (27) is arranged to control the semiconductor elements of the second VSC inverters (4, 5) to generate voltage pulses with a fundamental tone offset relative to the current through the inverters by 90 electric degrees and to control the first VSC inverter (6) with the same ratio between the fundamental fundamental tone and the current through that inverter for adding the first and second VSC inverters' contribution to reactive power compensation. 43. Anordning enligt något av kraven 21-25 eller 27-41, känne- tecknad därav, att den är utformad för överföring av aktiv effekt mellan sin lik- och växelspänningssida, och att nämnda enhet (27) är anordnad att styra halvledarelementen hos de andra VSC- omriktarna (4, 5) för bortkompenserande av övertoner alstrade till följd av driften av den första VSC-omriktaren (6) utan att ge nå- got bidrag till överföring av aktiv effekt.Device according to any one of claims 21-25 or 27-41, characterized in that it is designed for transmitting active power between its DC and AC voltage side, and that said unit (27) is arranged to control the semiconductor elements of the the second VSC inverters (4, 5) for compensating for harmonics generated as a result of the operation of the first VSC inverter (6) without making any contribution to the transmission of active power. 44. Anordning enligt krav 32 eller 33, kännetecknad därav, att nämnda enhet (27) är anordnad att styra nämnda andra VSC-om- riktare (5, 5') att koppla om synkront.Device according to claim 32 or 33, characterized in that said unit (27) is arranged to control said second VSC converter (5, 5 ') to switch synchronously. 45. Anordning enligt något av kraven 21-31 eller 34-44, känne- tecknad därav, att nämnda enhet (27) är anordnad att endast styra halvledarelementen hos två av den första VSC-omriktarens fasben (28-30) åt gången under delar av perioden för den om- riktarens spänningsgrundton och samtidigt ha det tredje fasbe- nets växelspänningssidiga anslutning ansluten till en av polerna (7, 8) hos den första VSC-omriktarens likspänningsmellanled och omväxla mellan de tre fasbenen vad avser nämnda anslutning till en av polerna vid övergång mellan nämnda perioddelar för an- bringande av ett så kallat dödbands-PWM på denna VSC-omrik- tare, och att nämnda enhet (27) är anordnad att samtidigt styra VSC-omriktarna efter ett spänningsbörvärde för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en noll- följdskomponent eller nollföljdskomponenter, exempelvis en tredjetonskomponent eller en multipel av tredjetonskomponenter. 10 15 20 25 30 35 521 243 34Device according to any one of claims 21-31 or 34-44, characterized in that said unit (27) is arranged to control only the semiconductor elements of two of the phase legs (28-30) of the first VSC converter at a time during parts of the period of the voltage fundamental tone of the inverter and at the same time have the alternating voltage side connection of the third phase leg connected to one of the poles (7, 8) of the first VSC inverter DC and switch between the three phase legs with respect to said connection to one of the poles at transition between said period parts for applying a so-called deadband PWM to this VSC converter, and that said unit (27) is arranged to simultaneously control the VSC inverters according to a voltage setpoint for said phase voltage in the form of a sine curve added with a zero-sequence component or zero-sequence components, for example a third-tone component or a multiple of third-tone components. 10 15 20 25 30 35 521 243 34 46. Förfarande för styrning av en omriktaranordning enligt krav 1, kännetecknat därav, att halvledarelementen hos nämnda VSC- omriktare styrs enligt tt pulsbreddsmcduleringsmönster med en frekvens som är desto lägre ju högre likspänningen mellan likspänningspolerna hos ifrågavarande VSC-omriktare (4-6) är.A method for controlling a converter device according to claim 1, characterized in that the semiconductor elements of said VSC converter are controlled according to a pulse width modulation pattern with a frequency which is lower the higher the DC voltage between the DC poles of the VSC converter. 47. Förfarande enligt krav 46, kännetecknat därav, att den första VSC-omriktaren (6) styrs med en bestämd grundtonsfrekvens och de andra VSC-omriktarna (4, 5) styrs med en frekvens som är väsentligt högre, företrädesvis en multipel av grundtonsfrekven- sen.Method according to claim 46, characterized in that the first VSC converter (6) is controlled at a certain fundamental frequency and the second VSC converters (4, 5) are controlled at a frequency which is substantially higher, preferably a multiple of the fundamental frequency. late. 48. Förfarande enligt krav 46 eller 47 för styrning av en omriktar- anordning som i övrigt uppvisar en första VSC-omriktare (6) i form av en trefasomriktare med tre fasben (28-30) med styrbara halvledarelement mellan sina båda likspänningspoler och med ett fasuttag hos varje fasben på sin växelspänningssida förbundet med en fasledning (1-3), kännetecknat därav, att för uppnående av nämnda fasspänning hålls den första VSC-omriktaren i fasta kopplingslägen under så långa tider som möjligt och under dessa tider styrs halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna (4, 5) att omväxlande addera olika spänningar till spänningen från den första VSC-omriktaren enligt ett pulsbreddsmodulerings- mönster.A method according to claim 46 or 47 for controlling a converter device which otherwise has a first VSC converter (6) in the form of a three-phase converter with three phase legs (28-30) with controllable semiconductor elements between its two direct voltage poles and with a phase socket of each phase leg on its alternating voltage side connected to a phase line (1-3), characterized in that to achieve said phase voltage the first VSC converter is kept in fixed switching positions for as long as possible and during these times the semiconductor elements of the other The VSC inverters (4, 5) to alternately add different voltages to the voltage from the first VSC inverter according to a pulse width modulation pattern. 49. Förfarande enligt krav 48, kännetecknat därav, att VSC-om- riktarna styrs efter ett spänningsbörvärde (40) för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en tred- jetonskomponent eller en multipel av tredjetonskomponenter med avseende på sinuskurvans grundton för förlängande av nämnda tid den första VSC-omriktaren kan befinna sig i ett fast läge och inte måste switchas.A method according to claim 48, characterized in that the VSC inverters are controlled according to a voltage setpoint (40) for said phase voltage in the form of a sine curve added by a third tone component or a multiple of third tone components with respect to the fundamental tone of the sine curve to extend said time the first VSC inverter can be in a fixed position and does not have to be switched. 50. Förfarande enligt krav 48 eller 49, kännetecknat därav, att de andra VSC-omriktarna (4, 5) styrs att addera spänningar till spänningen från den första VSC-omriktaren för bortkompense- rande av lågfrekventa spänningsövertoner alstrade till följd av att 10 15 20 25 30 35 yflfli: :'::,"'l;: 35 den första VSC-omriktaren (6) är anordnad att befinna sig i ett fast läge under stora delar av perioden hos grundtonsspänningen på anordningens växelspänningssida.Method according to claim 48 or 49, characterized in that the second VSC inverters (4, 5) are controlled to add voltages to the voltage from the first VSC inverter to compensate for low-frequency voltage harmonics generated as a result of The first VSC inverter (6) is arranged to be in a fixed position for large parts of the period of the fundamental voltage on the AC voltage side of the device. 51. Förfarande enligt något av kraven 46-50, varvid anordningen är utformad för SVC-drift, det vill säga för en reaktiv effektkom- pensering, kännetecknat därav, att halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna (4, 5) styrs att generera spänningspulser med en grundton som är förskjuten relativt strömmen igenom om- riktaren med 90 elektriska grader, och att den första VSC-omrik- taren (6) styrs med samma förhållande mellan spänningsgrund- ton och strömmen genom den omriktaren för addering av den första och de andra VSC-omriktarnas bidrag till reaktiv effekt- kompensering.A method according to any one of claims 46-50, wherein the device is designed for SVC operation, i.e. for a reactive power compensation, characterized in that the semiconductor elements of the other VSC inverters (4, 5) are controlled to generate voltage pulses with a fundamental tone offset relative to the current through the converter by 90 electrical degrees, and that the first VSC converter (6) is controlled with the same ratio of voltage fundamental tone to the current through that converter for adding the first and the second The VSC inverters' contribution to reactive power compensation. 52. Förfarande enligt krav 46-50, varvid anordningen är utformad för överföring av aktiv effekt mellan sin lik- och växelspännings- sida, kännetecknat därav, att halvledarelementen hos de andra VSC-omriktarna (4, 5) styrs för bortkompenserande av övertoner alstrade till följd av driften av den första VSC-omriktaren (6) utan att ge något bidrag till överföring av aktiv effekt.A method according to claims 46-50, wherein the device is designed for transmitting active power between its DC and AC voltage side, characterized in that the semiconductor elements of the other VSC inverters (4, 5) are controlled to compensate for harmonics generated to resulting from the operation of the first VSC drive (6) without any contribution to the transmission of active power. 53. Förfarande enligt krav 46, vilket är avsett att appliceras på en omriktaranordning med en första VSC-omriktare (6) i form av en trefasomriktare med tre fasben med styrbara halvledarelement mellan sina båda likspänningspoler och hos vilken ett fasuttag hos varje fasben är på sin växelspänningssida förbundet med en fasledning (1-3), kännetecknat därav, att under delar av perio- den för den första VSC-omriktarens spänningsgrundton styrs en- dast halvledarelementen hos två av denna omriktares fasben (28- 30) åt gången att switcha och samtidigt hålls det tredje fasbenets växelspänningssidiga anslutning ansluten till en av polerna (7, 8) hos den första VSC-omriktarens likspänningsmellanled, varvid det växlas om mellan de tre fasbenen vad avser nämnda anslut- ning till en av polerna vid övergång mellan nämnda perioddelar, för anbringande av ett så kallat dödbands-PWM på denna VSC- omriktare, och att VSC-omriktarna samtidigt styrs efter ett spän- 10 15 521 243 ï*ïff%¥Pï%íff;"š 36 ningsbörvärde (40) för nämnda fasspänning med formen av en sinuskurva adderad med en nollföljdskomponent eller nollföljds- komponenter, det vill säga en tredjetonskomponent eller en 'rnul- tipel av tredjetonskomponenter.A method according to claim 46, which is intended to be applied to a drive device with a first VSC drive (6) in the form of a three-phase drive with three phase legs with controllable semiconductor elements between its two DC poles and in which a phase socket of each phase leg is on its alternating voltage side connected to a phase line (1-3), characterized in that during parts of the period of the voltage fundamental tone of the first VSC inverter only the semiconductor elements of two of this inverter's phase legs (28-30) are controlled at a time to switch and at the same time the alternating voltage side connection of the third phase leg is kept connected to one of the poles (7, 8) of the DC voltage converter of the first VSC converter, whereby it is switched between the three phase legs with respect to said connection to one of the poles at transition between said period parts, for application of a so-called dead-band PWM on this VSC inverter, and that the VSC inverters are simultaneously controlled according to a voltage; is (40) for said phase voltage in the form of a sine curve added with a zero-sequence component or zero-sequence components, i.e. a third-tone component or a zero-type of third-tone components. 54. Datorprogramprodukt ämnad att laddas direkt in i internmin- net hos en dator och innefattande mjukvarukodpartier för instrue- rande av en processor att genomföra stegen enligt något av kra- ven 46-53 när produkten körs på en dator.A computer program product intended to be loaded directly into the internal memory of a computer and comprising software code portions for instructing a processor to perform the steps of any of claims 46-53 when the product is run on a computer. 55. Datorprogramprodukt enligt krav 54 tillhandahållet åtmins- tone delvis över ett nätverk såsom Internet.The computer program product of claim 54 provided at least in part over a network such as the Internet. 56. Datorläsbart medium med ett därpå registrerat program äm- nat att bringa en dator att styra stegen enligt något av kraven 46- 53.A computer-readable medium having a program registered thereon intended to cause a computer to control the steps of any of claims 46-53.
SE0100372A 2001-02-07 2001-02-07 Converter device and method for controlling such SE521243C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100372A SE521243C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Converter device and method for controlling such
EP02715918A EP1364450A1 (en) 2001-02-07 2002-01-16 A converter device and a method for the control thereof
PCT/SE2002/000066 WO2002063758A1 (en) 2001-02-07 2002-01-16 A converter device and a method for the control thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0100372A SE521243C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Converter device and method for controlling such

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0100372D0 SE0100372D0 (en) 2001-02-07
SE0100372L SE0100372L (en) 2002-08-08
SE521243C2 true SE521243C2 (en) 2003-10-14

Family

ID=20282868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0100372A SE521243C2 (en) 2001-02-07 2001-02-07 Converter device and method for controlling such

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1364450A1 (en)
SE (1) SE521243C2 (en)
WO (1) WO2002063758A1 (en)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4898898B2 (en) * 2007-02-22 2012-03-21 三菱電機株式会社 Three-phase power converter
CN101636897B (en) * 2007-02-22 2012-05-23 三菱电机株式会社 Power conversion device
DE112009001793B4 (en) * 2008-07-24 2020-08-13 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device
WO2010088969A1 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 Areva T&D Uk Limited Converter
WO2010097122A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Abb Technology Ltd A modular voltage source converter
JP4888817B2 (en) 2009-03-13 2012-02-29 オムロン株式会社 Power conditioner and photovoltaic system
JP4911733B2 (en) * 2009-03-13 2012-04-04 オムロン株式会社 Power converter, power conditioner, and power generation system
US8861234B2 (en) 2009-06-15 2014-10-14 Alstom Technology Ltd Voltage source converter having chain link converter for use in high voltage DC transmission
WO2010149200A1 (en) 2009-06-22 2010-12-29 Areva T&D Uk Limited Converter
FI122206B (en) * 2009-06-30 2011-10-14 Vacon Oyj Power Transmission Method and Equipment
KR101292991B1 (en) 2009-07-02 2013-08-02 에이비비 테크놀로지 아게 Power converter with multi-level voltage output and harmonics compensator
DE102009034354A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Neutral point reactor
CN102549907B (en) * 2009-07-31 2015-01-21 阿尔斯通技术有限公司 Converter with active fault current limitation
EP2460264B1 (en) * 2009-07-31 2015-05-20 ALSTOM Technology Ltd Configurable hybrid converter circuit
EP2494687B1 (en) * 2009-10-29 2018-08-01 General Electric Technology GmbH High voltage ac-dc converter
US8861231B2 (en) 2010-02-09 2014-10-14 Alstom Technology Ltd Converter
JP5509348B2 (en) 2010-03-15 2014-06-04 アルストム テクノロジー リミテッド Static reactive power compensator with multi-level converter
DK2556585T3 (en) * 2010-04-08 2014-05-05 Alstom Technology Ltd Hybrid high voltage DC converter
JP5452330B2 (en) * 2010-04-12 2014-03-26 株式会社日立製作所 Power converter
KR101719393B1 (en) 2010-04-15 2017-03-23 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하 Hybrid 2-level and multilevel hvdc converter
EP2583375B1 (en) 2010-06-18 2018-05-30 General Electric Technology GmbH Converter for hvdc transmission and reactive power compensation
CN102013685A (en) * 2010-07-22 2011-04-13 荣信电力电子股份有限公司 Transformerless STATCOM (Static Compensator) topological structure based on MMC (Modular Multilevel Converter)
CN103141018B (en) * 2010-07-30 2015-12-16 阿尔斯通技术有限公司 Comprise the HVDC converter of the full bridge unit for the treatment of the short circuit of DC side
DE102010041068A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh System for charging an energy storage and method for operating the charging system
EP2719062B1 (en) 2011-06-08 2018-02-28 General Electric Technology GmbH High voltage dc/dc converter with cascaded resonant tanks
CN103891121B (en) 2011-08-01 2016-11-23 阿尔斯通技术有限公司 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
CN102522913A (en) * 2011-12-04 2012-06-27 中国科学院电工研究所 Hybrid multi-level current transformation topology based on H full-bridge subunit and control method of hybrid multi-level current transformation topology
DE102012202868A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Direct voltage tapping arrangement for battery direct inverter for electrically operated vehicle, has step-up-chopper providing direct voltage to tapping terminals based on potential between half bridge circuit and reference terminal
DE102012202867A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Charging circuit for energy storage device for electrical propulsion system used for e.g. electric car, has choke transformer and switching element controller which receive direct current for charging energy storage modules
DE102012202855A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Direct voltage tap assembly for energy storage device for electrical propulsion system, has boost converter located between half-bridge circuits based on potential difference between circuits and direct current voltage
DE102012202856A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Circuit for charging lithium ion battery of electrical propulsion system of e.g. electric car, has supply circuit coupled with input terminals of buck converter, and temporarily providing charging direct voltage for buck converter
CN104160572B (en) 2012-03-01 2017-03-01 阿尔斯通技术有限公司 Control circuit
US9431918B2 (en) 2012-09-28 2016-08-30 General Electric Company Grounding scheme for modular embedded multilevel converter
US9559611B2 (en) 2012-09-28 2017-01-31 General Electric Company Multilevel power converter system and method
US9893532B2 (en) 2012-10-05 2018-02-13 Enphase Energy, Inc. System and method for a mesh power system
US20140146582A1 (en) * 2012-11-29 2014-05-29 General Electric Company High voltage direct current (hvdc) converter system and method of operating the same
CN105191091A (en) * 2013-01-11 2015-12-23 阿尔斯通技术有限公司 Voltage source converter
MX351604B (en) * 2013-06-07 2017-10-20 Abb Schweiz Ag A converter arrangement for power compensation and a method for controlling a power converter.
DE102013222641A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energy storage system for an electrically powered vehicle
EP2887529A1 (en) 2013-12-23 2015-06-24 Alstom Technology Ltd Modular multilevel converter leg with flat-top PWM modulation, converter and hybrid converter topologies
DE102017108099B4 (en) 2017-04-13 2019-03-28 Universität der Bundeswehr München Power converter for energy transmission

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9416048U1 (en) * 1994-10-06 1996-02-01 Siemens Ag Device for increasing the basic vibration power yield of a self-commutated inverter
US5642275A (en) * 1995-09-14 1997-06-24 Lockheed Martin Energy System, Inc. Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources
DE19615855A1 (en) * 1996-04-20 1997-10-23 Asea Brown Boveri Power electronic circuit arrangement
WO1999041828A1 (en) * 1998-02-13 1999-08-19 Wisconsin Alumni Research Foundation Hybrid topology for multilevel power conversion

Also Published As

Publication number Publication date
SE0100372D0 (en) 2001-02-07
SE0100372L (en) 2002-08-08
EP1364450A1 (en) 2003-11-26
WO2002063758A1 (en) 2002-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE521243C2 (en) Converter device and method for controlling such
Von Jouanne et al. A multilevel inverter approach providing DC-link balancing, ride-through enhancement, and common-mode voltage elimination
EP2394357B1 (en) Converter
AU2009348268B2 (en) An arrangement for exchanging power
Hammond A new approach to enhance power quality for medium voltage AC drives
US5644483A (en) Voltage balanced multilevel voltage source converter system
Tian et al. A short-time transition and cost saving redundancy scheme for medium-voltage three-phase cascaded H-bridge electronic power transformer
Hochgraf et al. A transformer-less static synchronous compensator employing a multi-level inverter
Xu et al. Active capacitor voltage control of flying capacitor multilevel converters
SE513846C2 (en) VSCconverter
WO2014146721A1 (en) Bipolar double voltage cell and multilevel converter with such a cell
Liu et al. A new STATCOM configuration using multi-level DC voltage reinjection for high power application
US4549258A (en) Inverter device using gate turn-off thyristors
SE517427C2 (en) Procedure, apparatus, computer program and computer program product for controlling VSC inverters, as well as a VSC inverter
Oates et al. The controlled transition bridge
Kawamura et al. Experimental verification of a modular multilevel cascade converter based on triple-star bridge-cells (MMCC-TSBC) for motor drives
US20200274359A1 (en) Series compensation device
SE521367C2 (en) VSCconverter
SE525546C2 (en) A plant for transmitting electrical power and a method for operating such a plant
Chaturvedi et al. Multi-pulse converters as a viable solution for power quality improvement
CN117730476A (en) Cell-based multilevel converter with multiple modes of operation and associated control method
Si et al. Control strategy and simulation of a modular multilevel converter (MMC) based pump-back system for variable speed drive application
Kish et al. The delta-configured modular multilevel converter
KR100532059B1 (en) Apparatus for generating voltage sag and swell
Dallagi Study, analysis and simulation of three phase three-level, five-level and seven-level neutral-point-clamped inverters by PSIM

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed