[发明专利]用于传输电力的设备

说明书

技术领域和背景技术

本发明涉及一种用于传输电力的设备，其包括用于高压直流的直流电压网和经由站连接到直流电压网的至少一个三相交流电压网，其中，站被配置为执行直流电压网与交流电压网之间的电力传输，并且站包括被配置为将直流电压转换为交流电压以及将交流电压转换为直流电压的至少一个电压源换流器以及这样的单元：该单元被配置为根据脉宽调制(PWM)模式来控制所述换流器，以在换流器的三个相腿(phase leg)的每一个中生成具有加到基波电压的三次谐波电压部分的交流电压，其中，基波电压部分具有与所述交流电压网上的交流电压相同的频率。

以下将参照图1至图4讨论仅将三次谐波电压部分加到基波电压部分的这种已知的脉宽调制的一个类型，以形成阐明本发明的基础，但不以任何方式将范围限制于此。这种类型的控制单元可以利用将其它零序电压部分加到基波电压部分的其它类型的脉宽调制，诸如六次和九次谐波电压部分，还包括这些。

此外，所述电压源换流器可以是诸如两电平、三电平、多电平电压源换流器的任何已知类型，并且还可以是所谓的M2LC的模块化多电平换流器类型。用于所述脉宽调制模式的脉冲的频率取决于使用哪种类型的电压源换流器，使得对于两电平换流器，该频率通常是大约1kHz到5kHz，而对于M2LC换流器，通常是大约100Hz到500Hz，其中，所述交流网上的交流电压的频率通常是50Hz或者60Hz。

在图1中示意性地示出了两电平电压源换流器。换流器1具有连接在直流电压网7的相反电极5、6之间的三个相腿2-4。每个相腿具有串联连接的两个电流阀8-13、以及形成相输出14-16并通过相电抗器17和变压器18连接到交流电压网19的两个电流阀之间的中点。

单元20被配置为控制诸如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的可关断型半导体器件21接通或者关断，以将各输出连接到电极5或者电极6的电位，并且通过其根据脉宽调制模式在各相输出生成电压脉冲。这如何实现是本领域技术人员已知的常规技术。相电抗器17将有助于使如此产生的交流电压平滑。

图2是电压U对时间t的关系曲线图，其针对一相示出在不将任何谐波电压部分加到基波电压部分的情况下执行脉宽调制时图1中的相应相电抗器的左侧的电压A，而B示出了可加到基波电压部分的三次谐波电压部分，并且C示出了在将三次谐波电压部分加到基波电压部分时(即，通过将曲线A与曲线B相加)所获得的电压。可见三次谐波电压部分降低换流器的峰值电压。这意味着对于未与三次谐波电压部分相加的情形，基波电压部分可增加差不多15％，并且通过这样的相加而获得的电压将仍然保持在换流器电压极限之下。这意味着可以增加高达15％的额定功率，并且还可使换流器损失降低大约15％。这就是在所述脉宽调制过程中加入这样的三次谐波电压部分的原因。图3示出了对于将三次谐波电压部分加到每相的基波电压部分的这样的脉宽调制，三个相2-4的换流器交流电压U对时间的外观。

图4示出了图3的相电压在通过变压器19之后在交流电压网19上的外观。可见在变压器的交流电压网侧去掉三次谐波电压部分，从而产生目标的正弦交流相电压，并且该正弦交流相电压具有比在未加入所述三次谐波电压部分的情况下可获得的电压更高的峰值电压值。

发明内容

本发明的目的是提供相对于已知的这种设备在至少某一方面被改进的引言所定义的类型的设备。

根据本发明，通过提供这种设备来达到该目的，在该设备中，所述单元被配置为控制换流器，以针对所述脉宽调制模式的脉冲使用适配于所述交流电压网的交流电压的峰值的直流电压，交流电压网在没有任何中间完整的变压器的情况下连接到每个所述相腿的相输出，并且该设备还包括连接到每个所述相腿的装置，其被配置为阻挡所述三次谐波电压部分并防止所述三次谐波电压部分到达交流电压网。