[发明专利]模块化的电压源变换器

权利要求书

1.一种模块化电压源变换器(VSC)，其包括一个或多个相(L1，L2，L3)，所述相中每一个包括彼此串联连接的一个或多个变换器单元模块，所述电压源变换器的输出电压由施加到所述单元模块的控制信号控制，

其特征在于，

在变换器单元模块故障的情况下，该模块由所述控制信号控制，以使得在其输出电压AC端子(U_AC)提供零输出电压。

2.根据权利要求1所述的电压源变换器，其中在每个相中提供附加数目的变换器单元模块以确保服务间隔中的无脱扣操作。

3.根据权利要求1所述的电压源变换器，其中所述变换器单元模块中的每一个包括以全桥连接布置的4个阀(11，12，13，14)，其中所述阀中的每一个是紧压包装设计，其中当故障时，所述阀进入短路模式。

4.根据权利要求1所述的电压源变换器，其中所述变换器单元模块中的每一个包括以两个半桥连接布置的4个阀(11，12，13，14)，且其中所述半桥连接包括所述阀中的两个。

5.根据权利要求3所述的电压源变换器，其中所述变换器单元模块中的每一个被分配有物理连接到阀的门极部件(GU)，所述控制信号是经由所述门极部件施加的阀接通和关断信号，且所述门极部件调适为从单元模块接收检测信号。

6.根据权利要求3、4或5所述的电压源变换器，其中每个阀设置有响应于旁路开关控制信号而闭合的旁路开关以电旁路该阀。

7.根据权利要求6所述的电压源变换器，其中所述旁路开关控制信号经由光缆施加到所述旁路开关。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电压源变换器，其中每个阀(11，12，13，14)包括具有反向并联二极管的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。

9.根据权利要求1所述的电压源变换器，其中对于每个变换器单元模块，4个外部二极管与该模块的阀中的每一个平行布置，所述外部二极管与单元模块分离布置且被保护以免受单元模块影响，且所述外部二极管在所述一个或多个单元模块故障时使用。

10.根据权利要求1所述的电压源变换器，还包括单元控制和保护部件，该单元控制和保护部件布置为，如果在所述变换器单元模块中的任意一个中检测到任意故障，则产生故障信号，所述故障信号被施加到负责所述电压源变换器的整体控制的控制和保护设备。

11.根据权利要求10所述的电压源变换器，其中通过由所述控制信号控制非故障单元模块，以根据故障处理控制算法增加其输出电压以便补偿来自一个或多个故障单元模块的零输出电压，来维持来自变换器的总输出电压。

12.根据权利要求11所述的电压源变换器，其中当检测到故障信号时，通过所述控制和保护设备应用所述故障处理控制算法。

13.根据权利要求8所述的电压源变换器，其中如果故障相支路中的二极管是完好的且IGBT未短路，则故障单元的另一相支路将在基本开关频率操作。

14.根据权利要求8所述的电压源变换器，其中如果一个IGBT(T2)短路，则仅通过切换另一相支路中与短路的IGBT相对的IGBT(T4)来实现零输出电压，同时保持该完好相支路中的另一IGBT(T3)关断，从而使得电流将仅在另一相支路中与短路的IGBT相对的IGBT(T4)和短路的IGBT(T2)中流动。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的电压源变换器，其中所述三个相(L1，L2，L3)以三角配置连接。

16.根据权利要求1-14中的任一项所述的电压源变换器，其中所述三个相(L1，L2，L3)以Y配置连接。

17.根据权利要求3-16中的任一项所述的电压源变换器，其中保护盖布置为使得提供一个保护盖以封住单元模块的两个阀，以便在着火或爆炸的情况下保护环境，该保护盖基本是具有开放底面的矩形表面的盒子且完全封住两个阀。

18.基于变换器单元拓扑的电压源变换器(VSC)中的方法，所述变换器包括一个或多个相(L1，L2，L3)，所述相中每一个包括彼此连接的一个或多个串联连接的变换器单元模块，所述电压源变换器的输出电压由施加到所述单元模块的、由控制和保护设备产生的控制信号控制，其中该方法包括以下步骤：

A)检测单元模块的故障，

B)分析故障，

C)确定故障的类型；以及

D)取决于故障类型，控制该模块使得在其输出电压AC端子(U_AC)提供零输出电压。