[发明专利]多级变流器

说明书

本发明涉及一种具有至少一个相模块(400)的多级变流器(800)，该相模块布置在多级变流器的第一直流电压接头(16)与第二直流电压接头(17)之间，并且该相模块具有多个模块(1_1...1_n；2_1...2_n)，其中，相模块(400)具有与第一直流电压接头(16)连接的第一相模块支路(11)，以及具有与第二直流电压接头(17)连接的第二相模块支路(13)。模块分别具有至少两个电子开关元件(902，906)和电气能量存储器(910)。此外，多级变流器具有第三相模块支路(404)和开关装置(420)，该第三相模块支路将第一相模块支路(11)与第二相模块支路(13)连接，该开关装置在第一开关位置中将多级变流器的交流电压接头(5)与在第一相模块支路(11)和第三相模块支路(404)之间的第一连接点(412)连接，并且在第二开关位置中将交流电压接头(5)与在第三相模块支路(404)和第二相模块支路(13)之间的第二连接点(416)连接。

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个相模块的多级变流器，该相模块布置在多级变流器的第一直流电压接头和第二直流电压接头之间，并且该相模块具有多个模块，其中，相模块具有与第一直流电压接头连接的第一相模块支路，和具有与第二直流电压接头连接的第二相模块支路，并且其中模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。此外，本发明涉及一种用于运行多级变流器的方法。

背景技术

多级变流器(也称为模块化多级变流器)是用于转换电气能量的电力电子电路。利用多级变流器例如可以将交流电转换为直流电，或者将直流电转换为交流电。多级变流器具有多个相同类型的模块，其电气串联连接。通过模块的电气串联电路可实现高的输出电压。多级变流器可简单地与不同的电压匹配(缩放)，并且可以相对准确地产生所期望的输出电压。多级变流器可以有利地在高压范围内使用，例如作为高压直流输电设备中的变流器或者作为无功功率补偿设备。

可以选择电气串联电路中的模块的数量，使得多级变流器可以产生所需的输出电压。然而此外，串联电路中的模块的数量也还必须足够大，使得在多级变流器的所有运行状态下，施加在模块上的电压不超过最大允许的模块电压。因此，在串联电路中必须存在比为了产生预定的输出电压所需的模块更多的模块。这导致了高成本、高损耗功率以及多级变流器的大的结构形式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种多级变流器和一种方法，在该多级变流器和方法中可以减少模块的数量。

根据本发明，该技术问题通过根据独立专利权利要求所述的多级变流器和方法来解决。在从属权利要求中说明了多级变流器和方法的有利的设计方案。

公开了一种具有至少一个相模块的多级变流器，该相模块布置在多级变流器的第一直流电压接头和第二直流电压接头之间，并且该相模块具有多个模块，其中，相模块具有与第一直流电压接头连接的第一相模块支路，以及具有与第二直流电压接头连接的第二相模块支路，并且其中模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。多级变流器具有第三相模块支路和开关装置，该第三相模块支路将第一相模块支路与第二相模块支路连接，该开关装置在第一开关位置中将多级变流器的交流电压接头与在第一相模块支路和第三相模块支路之间的第一连接点(电气)连接，并且在第二开关位置中将交流电压接头与在第三相模块支路和第二相模块支路之间的第二连接点(电气)连接。换言之，开关装置被配置为用于在第一开关位置中将多级变流器的交流电压接头与在第一相模块支路和第三相模块支路之间的第一连接点(电气)连接，以及用于在第二开关位置中将交流电压接头与在第三相模块支路和第二相模块支路之间的第二连接点(电气)连接。第一连接点是第一相模块支路和第三相模块支路的(公共)连接点。因此，第一连接点是在其处第一相模块支路与第三相模块支路电气连接的点。第二连接点是第三相模块支路和第二相模块支路的(公共)连接点。因此，第二连接点是在其处第三相模块支路与第二相模块支路电气连接的点。