[发明专利]基于单元的电压源转换器中的电容器放电

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及基于单元的电压源转换器。更具体地，本发明涉及这样的电压源转换器中的单元的电容器的放电。

背景技术

级联转换器单元（常常表示多级转换器单元）在许多电力传输应用中令人感兴趣，例如在高压直流（HVDC）传输中。

这些单元提供可以组合用于AC和DC之间转换的离散电压水平。每个单元在这里由能量存储元件（典型地电容器）组成，其与一个或两个开关元件支路并联连接以用于形成半或全桥转换器单元。这些单元典型地具有两个连接端子，其中第一个提供在第一支路的两个开关元件之间的接合点中，并且第二个（其在半桥单元的情况下）放置在开关元件中的一个和能量存储元件之间的接合点中，并且在全桥单元的情况下在第二支路的两个开关元件之间。第二端子在半桥单元中的放置限定单元类型，其中它可放置在开关元件中的一个和能量存储元件之间的接合点处。第二端子在第一这样的接合点处的放置因此限定第一类型的半桥单元，而第二连接端子在第二接合点处的放置限定第二类型的单元。

基于半桥单元的电压源转换器在DE 10103031中一般描述。

在为了修理和/或维护或为了保护目的断开转换器的情况下，单元电容器必须放电。为了保证执行修理/维护的人员的安全，该放电应该是快速并且安全的。

这样的单元电容器放电例如在JP 2009-247186中描述，该文件示出包括具有电容器以及放电电阻器的单元的逆变器。该文件从而描述每个单元具有它自己的放电电阻器，其与电容器并联放置。关于该类型的放电的问题是在正常操作中也将有一些损耗（这是不利的），尤其是如果电力要在长距离上传输（其中需要高效率）。放电还可能是缓慢的。

JP 2007-312456公开另一个类型的电压源转换器的放电装置。然而，该转换器不是基于单元的。JP 2007-312456公开其中存在许多半导体设备和与所有半导体设备并联的一个中间电容器的电力转换器。还有与每个半导体设备并联的一个放电电阻器。因为该文件也描述与转换器的开关元件并联的电阻器的使用，在该情况下也有不必要的损耗。

鉴于上文描述的，因此存在能够实现基于单元的电压源转换器中的单元电容器的放电（其最小化正常操作中的损耗）的需要。

发明内容

本发明的一个目的是提供基于单元的电压源转换器中的电容器的快速放电而没有在该电压源转换器的正常操作期间引起损耗。

根据本发明的第一方面，该目的通过将基于单元的电压源转换器的单元电容器放电的方法实现，该基于单元的电压源转换器具有AC端子的集合和DC端子的集合，其中这些AC端子各自具有可选择的AC接地连接，并且每个DC端子具有对应的可选择的DC接地连接，这些单元在这些DC端子之间并联相腿的集合中级联连接，AC端子提供在相腿的中点处，并且每个单元具有至少一个支路，其具有与电容器并联的串联连接的开关元件，该方法包括步骤：

将AC端子连接到对应的AC接地连接，

将第一DC端子连接到第一DC接地连接，其中每个AC接地连接或第一DC接地连接包括电阻器以用于形成第一电容器放电电路，

在连接在形成的电容器放电电路中的第一相腿的所有单元中导通每个单元的开关元件，其引起对应的单元电容器在放电电路中的AC和DC端子之间串联连接以用于将形成的电容器放电电路中的第一相腿中的单元电容器放电，以及

对其他相腿的单元顺序重复导通的步骤直到形成的电容器放电电路中的所有单元电容器已经放电，

其中形成的电容器放电电路中相腿的单元分组成至少一个组，并且导通的步骤包括同时导通组的所有单元。

根据本发明的第二方面，该目的还通过接口装置实现，其用于在AC系统和DC系统之间耦合，并且包括

用于在AC和DC之间转换的基于单元的电压源转换器，该转换器具有AC端子的集合和DC端子的集合，在这些DC端子之间并联相腿的集合中级联连接的多个单元，其中AC端子提供在相腿的中点处，并且每个单元具有至少一个支路，其具有与电容器并联的串联连接的开关元件，

其中AC端子各自具有可选择的AC接地连接，并且每个DC端子具有对应的可选择的接地连接，以及控制单元，其配置成

将AC端子连接到通向地的对应的AC连接，

将第一DC端子连接到通向地的第一DC连接，其中每个AC接地连接或第一DC接地连接包括电阻器以用于形成第一电容器放电电路，并且