[发明专利]具有中性点钳位拓扑的电压源转换器及其操作方法

权利要求书

1.一种具有中性点钳位NPC拓扑的电压源转换器(VSC)，所述拓扑具有一个或多个相，所述电压源转换器包括：

-中间DC电路，其具有在正极端和负极端之间串联连接的至少第一和第二电容，在该两个电容之间提供中心抽头端，以及

-至少一个子电路，用于产生交流电压的一个相，每个子电路包括：

○AC端，用于供应脉冲电压；

○常规NPC转换器形式的电路设置，其具有在所述AC端与所述正极端之间的至少两个开关的第一串联连接、在所述AC端与所述负极端之间的至少两个开关的第二串联连接以及从所述中心抽头端到该两个双开关串联连接的中心的可切换连接；以及

○分配给所述双开关串联连接的附加的第一和第二辅助开关。

2.如权利要求1所述的电压源转换器，其特征在于，所述第一和第二双开关串联连接每个包括串联连接的两个有源开关，从所述中心抽头端到该两个双开关串联连接的中心的所述可切换连接每个包括二极管作为无源开关，并且所述附加的第一和第二辅助开关分别在所述AC端与所述正极和负极端之间连接。

3.如权利要求2所述的电压源转换器，其特征在于，所述附加的辅助开关中的第一和/或第二辅助开关具有并联连接的二极管或有源开关。

4.如权利要求2所述的电压源转换器，其特征在于，一个或多个有源开关从所述第一和第二双开关串联连接连接到所述中心抽头端。

5.如权利要求1所述的电压源转换器，其特征在于，所述第一和第二双开关串联连接每个包括串联连接的有源开关和二极管，从所述中心抽头端到该两个双开关串联连接的中心的所述可切换连接每个包括二极管作为无源开关，并且所述附加的第一和第二辅助开关分别在所述AC端与所述正极和负极端之间连接。

6.如权利要求5所述的电压源转换器，其特征在于，所述附加的辅助开关中的第一和/或第二辅助开关具有并联连接的二极管或有源开关。

7.如权利要求5所述的电压源转换器，其特征在于，一个或多个有源开关从所述第一和第二双开关串联连接连接到所述中心抽头端。

8.如权利要求1所述的电压源转换器，其特征在于

-所述中间DC电路具有在所述正极端和所述负极端之间串联连接的四个电容，在所述电容之间提供中心抽头端

-用于产生交流电压的一个相的所述至少一个子电路包括：

○在所述第一串联连接内的在所述AC端与所述正极端之间的至少四个开关；

○在所述第二串联连接内的在所述AC端与所述负极端之间的至少四个开关；

○在所述正极与负极端之间串联连接的四个附加辅助开关，其中所述AC端连接到所述四个附加辅助开关的串联连接的中点；以及

-一个或多个二极管连接在所述四个电容的每个串联连接与所述子电路开关的串联连接之间。

9.如权利要求8所述的电压源转换器，其特征在于，所述四个附加辅助开关中的任一个具有并联连接的二极管或有源开关。

10.如权利要求8所述的电压源转换器，其特征在于，一个或多个有源开关在所述四个电容的每个串联连接与所述子电路开关的串联连接之间连接。

11.如权利要求1所述的电压源转换器，其特征在于

-所述中间DC电路具有在所述正极端和所述负极端之间串联连接的六个电容，在所述电容之间提供中心抽头端，

-用于产生交流电压的一个相的所述至少一个子电路包括：

○在所述第一串联连接内的在所述AC端与所述正极端之间的至少六个开关；

○在所述第二串联连接内的在所述AC端与所述负极端之间的至少六个开关；

○在所述正极和负极端之间串联连接的六个附加辅助开关，其中所述AC端连接到所述六个附加辅助开关的串联连接的中点；以及

-一个或多个二极管连接在所述六个电容的每个串联连接与所述子电路开关的串联连接之间。

12.如权利要求11所述的电压源转换器，其特征在于，所述六个附加辅助开关中的任一个具有并联连接的二极管或有源开关。

13.如权利要求11所述的电压源转换器，其特征在于，一个或多个有源开关在所述六个电容的每个串联连接与所述子电路开关的串联连接之间连接。