[发明专利]用于控制模块化多等级转换器的方法和控制装置

说明书

本发明涉及控制模块化多等级转换器（1）的方法（20），模块化多等级转换器（1）包含至少一个第一分支（3_{a_u}、3_{b_u}、3_{c_u}）和至少一个第二分支（3_{a_l、}3_{b_l、}3_{c_l}）中的多个串联连接的子模块（2₁、……、2_n）。方法（20）在控制装置（10）中执行，且包含：检测（21）故障状况；以及响应于检测，应用（22）用于保护模块化多等级转换器（1）的脉冲阻塞规程，其中，脉冲阻塞规程包含向所有的子模块（2₁、……、2_n）的至少一个子集发出脉冲阻塞信号。

技术领域

本文中所公开的技术大致涉及高功率电子设备的领域，且尤其涉及用于控制模块化多等级转换器的方法和控制装置。

背景技术

模块化多等级转换器（MMC）是相对较新且发展潜力大的转换器类型，其与中电压和高电压等级以及高功率等级一起可用。MMC包含串联连接的多个完全相同的子模块（也表示为单元），从而形成所谓的转换器分支（也表示为臂部（arm）和/或相脚（phase-leg））。这些分支能够以导致不同的转换结构的若干方式配置。

可以按不同方式保护MMC。例如，在交流（AC）单线路故障或直流（DC）线路故障的情况下，例如，可以通过脉冲阻塞保护方案而保护MMC的子模块。当检测到故障时，通过迅速地向子模块发出阻塞脉冲，从而保护子模块。当子模块被强制成其阻塞状态时，根据当脉冲移除时的电流（正或负）和子模块实现方案，在其连接端子处可能出现不同的电压值。

图1a图示在子模块（其为单极子模块）被强制成阻塞状态时的两种不同情况。在左手边，子模块被阻塞，以致于电流经过上部开关S₁，而在右手边，子模块被阻塞，以致于电流经过下部开关S₂。

图1b图示在子模块（现在以双极子模块为例）被强制成阻塞状态时的两种不同情况。在左手边，子模块被阻塞，以致于电流经过左上开关S₁、电容器以及右下开关S₄，而在右手边，子模块被阻塞，以致于电流经过右上开关S₃、电容器以及左下开关S₂。

当阻塞转换器分支中的子模块时，可能发生转换器分支端子两端之间的电压的瞬时增加（除了替代地导致短路的带有负电流极性的单极子模块以外），这转而可能致使包含MMC的系统中的过电压。这样的过电压可能在系统侧或在MMC侧上对设备造成损伤。

发明内容

本发明的目标是要解决或至少缓解上文提到的问题。正是本发明的具体目标而在脉冲阻塞保护下降低过电压。

根据一个方面，通过控制模块化多等级转换器的方法而达到目标，该模块化多等级转换器包含至少一个第一分支和至少一个第二分支中的多个串联连接的子模块。该方法在控制装置中执行，且包含：

- 检测故障状况，以及

- 响应于该检测，应用用于保护模块化多等级转换器的脉冲阻塞规程，其中，脉冲阻塞规程包含向所有子模块的至少一个子集发出脉冲阻塞信号。

该方法导致若干优点。例如，该方法降低在检测到故障且启动脉冲阻塞规程时出现的过电压。从而，该方法降低发生与系统有关的损伤的风险。该方法能够实现期望的电流降低与过电压之间的权衡的主动控制。

根据一个方面，通过针对用于控制模块化多等级转换器的控制装置的计算机程序而达到目标。计算机程序包含计算机程序代码，该计算机程序代码当在控制装置上的至少一个处理器上运行时，致使控制装置执行如上的方法。

根据一个方面，通过包含如上的计算机程序的计算机程序产品和在上面存储计算机程序的计算机可读部件而达到目标。