[发明专利]电流控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电流控制器以及电流控制电路。

背景技术

DC电网络可以包括经由一个或多个载流导体连接至负载的电源(诸如电池)、或者使用载流导体网络连接至多个负载的多个电源。

DC电网络的一个示例是需要HVDC变换器的多端互连的DC电力网，从而可以使用电连接在一起的两个或更多HVDC变换器在DC侧交换电力。每个HVDC变换器作用为源或蓄能库(sink)以维持DC电力网的整个输入-输出的电力平衡，同时交换所需的电力。DC电力网依赖于DC输电线路或电缆的网络以实现HVDC变换器的多端互连。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种电流控制器，包括：

多个端子，用于在使用中连接至多个DC输电介质，使得每个DC输电介质被连接至所述多个端子中的至少一个；以及

电流控制单元，互连所述多个端子，所述电流控制单元包括多个电流控制子单元，每个电流控制子单元在使用中被连接至相应的DC输电介质，每个电流控制子单元包括至少一个开关元件，每个电流控制子单元的所述开关元件或每个开关元件被连接至相同的能量存储装置以选择性地提供电压源；以及

开关控制单元，用以控制所述电流控制单元的每个开关元件的切换，以在使用中将电压降选择性地注入每个DC输电介质，以便同时调节每个DC输电介质中的电流并且经由所述电流控制单元将能量从至少一个DC输电介质转移到至少一个其他的DC输电介质。

DC输电介质可以是能够在两个或更多电气元件之间传输电功率的任意介质。这种介质可以是水下DC输电电缆、架空DC输电线路或电缆以及地下DC输电电缆，但不限于此。这种电气元件可以是DC电源、负载、DC电力网的DC端子、或DC电网络，但不限于此。

在使用中，每个DC输电介质可以经由单个端子或多个端子被连接至电流控制器。

在通过多个DC输电介质传输电力的过程中，由于例如不同DC输电介质之间导体阻抗的变化，一个DC输电介质可以带有比至少一个其他的DC输电介质更高的电流。

电流控制单元中包括电压源允许在每个DC输电介质中注入电压降。注入电压降至DC输电介质造成电压降相反从而减小此DC输电介质中电流的正阻抗效果、或者电压降有助于增大此DC输电介质中电流的负阻抗效果。

经由电流控制单元互连多个端子允许能量经由电流控制单元在多个DC输电介质之间传递。由此，在如上所述调节多个DC输电介质中电流的过程中，从正经历电流减少的一个DC输电介质中去除能量，并且经由电流控制单元将能量转移至正经历电流增大的另一个DC输电介质。

电流控制单元中包括多个电流控制子单元允许独立地控制每个电流控制子单元，以增大或减小相应DC输电介质中的电流，这进而允许简化电流控制器的控制程序。当连同大量DC输电介质一起使用电流控制器时，这是特别有利的。

同时，使得所有的电流控制子单元共用相同的单个能量存储装置为所得到的电流控制器提供了相当大的成本、重量和空间节约。

取决于多个DC输电介质的拓扑和/或电流调节要求，可以使用电流控制单元以将能量从单个DC输电介质转移至单个其他的DC输电介质、从单个DC输电介质转移至多个其他的DC输电介质、从多个DC输电介质转移至单个其他的DC输电介质、或者从多个DC输电介质转移至多个其他的DC输电介质。

电流控制单元可以是能够在不同的DC输电介质之间仅在一个方向上转移能量的单向电流控制单元。可替代地，电流控制单元可以是能够在不同的DC输电介质之间在两个方向上转移能量的双向电流控制单元。当对于一组电流控制条件需要在一个方向上转移能量并且对于另一组电流控制条件需要在另一个方向上转移能量时，双向电流控制单元是有用的。

电流控制单元可以为恒定的操作，以对多个DC输电介质中的电流实施连续调节，或者可以被间歇地操作以调节多个DC输电介质中的电流。

因此，通过在每个DC输电介质中注入电压降，根据本发明的电流控制器允许动态地、选择性地控制每个DC输电介质中的电流。对每个DC输电介质中电流的这种控制的优点在于可以将每个DC输电介质中的电流控制在特定操作范围内，以改善多个DC输电介质的输电性能。

可以利用通过在每个DC输电介质中注入电压降以修改多个DC输电介质中电流的能力来调节电流，以便最小化散热损耗并且减小每个DC输电介质超过其额定热量的风险。优选地，调节每个DC输电介质中的电流包括平衡多个DC输电介质中的电流。