[发明专利]按照三角形配置的变流器及运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照三角形配置的用于三相电压的变流器。具有三角形配置的变流器例如可以用于无功功率补偿、谐波补偿和闪变补偿。

背景技术

例如在出版物“SVC PLUS：An MMC STATCOM for Network and Grid Access Applications”(M.Pereira等，2011 IEEE Trondheim Power Tech)中描述了用于三相电压的变流器。该先前公知的变流器被用作补偿器。

在运行具有三角形配置的变流器期间，在当今公知的控制和调节方法下在变流器的变流器支路中产生能量脉动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，给出一种具有三角形配置的变流器，其能够相对于常规的变流器降低该能量脉动的能量升降量。

根据本发明通过具有按照权利要求1的特征的变流器解决了该技术问题。在从属权利要求中给出了根据本发明的变流器的优选的技术方案。

以下根据本发明给变流器设置了：三个按照三角形电连接的串联电路，其中每个串联电路分别包括至少两个串联连接的开关模块；以及与开关模块连接的控制装置，其能够如下地控制开关模块，使得在串联电路中流过具有三相电压的基频并具有至少一个附加的电流谐波的支路电流，其中，如下地设定附加的电流谐波，使得其在变流器的串联电路中循环流动并且保留在变流器内部。

根据本发明的变流器的主要优点在于，在该变流器中(不同于先前公知的变流器)，通过馈入附加的电流谐波可以降低能量升降量。对此简短详细解释为：在准稳态的状态下，在每个支路的电容器中存储的能量的总和脉动以由变流器的设计以及调节/控制引起的平均的支路能量脉动。在每个周期中，变流器的每个支路因此具有如下的时间点，在该时间点上在支路中存储的能量的总和最大并且大于其时间上的平均值。同样，在网络电压的每个周期中产生如下的时间点，对应该时间点在支路中存储的能量最小并且小于其时间上的平均值。在最大的支路能量与最小的支路能量之间的差(即能量升降量)在准稳态并对称的考虑下由变流器的工作点预先给出。根据本发明设置的附加的电流谐波能够以简单并有利的方式降低能量升降量，而在此不会对外部显露或干扰，因为其根据本发明循环流动，从而其在变流器的外部接口处不能离开变流器。

相对于其它按照桥式配置的变流器，具有三角形配置的变流器通常不能在稳态运行中传输或转换有功功率(除了其自身的损耗功率外)。因此，被视为有利的是，将变流器用于无功功率补偿、谐波补偿和闪变补偿。换言之，变流器优选是补偿器，特别是无功功率补偿器、谐波补偿器或闪变补偿器，或者是这样的补偿器的组成部分。

变流器特别优选是级联的全桥变流器。

关于变流器的结构被视为有利的是，变流器具有谐波确定模块，其根据各自的变流器运行状态确定至少一个附加的电流谐波，其中，如下地设定附加的电流谐波，使得其在变流器的串联电路中循环流动并且保留在变流器内部，并且其中，控制装置如下地控制开关模块，使得由谐波确定模块确定的至少一个附加的电流谐波在串联电路中循环流动。

附加的电流谐波优选关于其大小和相位如下地进行设定，使得在每个串联电路中的能量升降量小于没有附加的电流谐波的情况。

每个开关模块优选分别包括至少四个晶体管和一个电容器。

本发明还给出了一种运行用于三相电压的变流器的方法，该变流器具有三个按照三角形电连接的串联电路，其中每个串联电路分别包括至少两个串联连接的开关模块。

根据本发明将关于这样的方法设计为如下地控制开关模块，使得在串联电路中流过具有三相电压的基频和预设值和/或预设的时间走向的支路电流，根据各自的变流器运行状态确定至少一个附加的电流谐波，其中，如下地设定附加的电流谐波，使得其在变流器的串联电路中循环流动并且保留在变流器内部，并且如下地控制开关模块，使得分别确定的至少一个附加的电流谐波在串联电路中循环流动。

关于根据本发明的方法的优点参照以上描述的根据本发明的变流器的优点，因为根据本发明的变流器的优点基本对应于根据本发明的方法的优点。

被视为有利的是，附加的电流谐波关于其大小和相位被如下地设定，使得在每个串联电路中的能量升降量小于没有附加的电流谐波的情况。

优选将一个或多个谐波电流外加到串联电路(R1、R2、R3)的支路电流，该谐波电流的频率对应于三相电压的基频或网络频率的可被三除尽的倍数。

也被视为有利的是，向变流器外加一个或多个谐波电压，其频率对应于三相电压的基频或网络频率的可被三除尽的谐波。