[发明专利]控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制电路。

背景技术

在电力传输网络中，为了经由架空线和/或海底电缆进行传输，交流(AC)电力通常被转换为直流(DC)电力。这种转换免去对由传输线或电缆施加的AC电容性载荷效应进行补偿的需要，并且从而降低电线和/或电缆的每公里成本。当需要长距离传输电力时，从AC到DC的转换因而变得有成本效益。

为了减小施加到线路/电缆的暂态电压并且从而延长线路/电缆的寿命，可以通过稳定线路/电缆中的DC电压来提高电力传输的质量。另外，形成高度稳定的DC电压减小换能器误差，并且提高接收高度稳定DC电压的电压源变换器中的变换器控制动作的稳定性。此外，DC电压的稳定可以被用于去除或最小化在电压转换过程中固有产生的更高阶谐波形式的电压或电流波纹。

发明内容

根据本发明的一个方案，提供一种控制电路，包括：

第一端和第二端，用于分别连接至第一输电线和第二输电线；

电流传输路径，在所述第一端与第二端之间延伸，所述电流传输路径包括至少一个模块，所述或每个模块包括至少一个能量存储装置，所述电流传输路径包括至少一个互感器；

控制单元，在滤波模式中从所述电流传输路径选择性地去除所述或每个模块的所述或每个能量存储装置，以调制所述或每个互感器两端的电压以修改流过所述电流传输路径的电流且从而从所述输电线过滤掉一个或多个不需要的电流分量；以及

至少一个能量转换元件，其中在能量去除模式中所述控制单元从所述电流传输路径选择性地去除所述或每个模块的所述或每个能量存储装置，以使得电流从所述输电线通过所述电流传输路径流入所述或每个能量转换元件以从所述输电线去除能量。

所述或每个不想要的电流分量可以是例如谐波电流的形式。

在使用中，调制所述或每个互感器两端的电压修改流经所述或每个互感器的电流以及因此修改流经电流传输路径的电流。在滤波模式中控制单元的操作将流经电流传输路径的电流修改为采取一个或多个电流分量的形式，这将所述或每个电流分量的反相电流分量有效地注入输电线，使得控制电路抵消来自输电线的所述或每个电流分量。以这种方式，控制电路能够有源地从输电线过滤掉一个或多个电流分量，并且从而提高输电线电压的质量。

对于使用多个模块的实施例，在控制电路中包含多个模块允许产生大范围的电压波形以修改流经电流传输路径的电流，使得控制电路能够从输电线过滤掉不同电流分量。这是因为在滤波模式中流经电流传输路径的电流可以被修改为采取不同电流分量或包含多个电流分量的组合电压波形中的每个的形式。

所述或每个互感器的尺寸优选地与所述或每个模块和输电线的等级匹配，以便优化控制电路的有源滤波操作。

同时，如果必要的话，为了例如保护线路免于过电压且确保低压故障穿越，控制电路包括至少一个能量转换元件的配置允许控制电路被用作能量去除装置以从输电线去除过剩能量。这是因为在控制电路中包含所述或每个模块允许有源地修改在所述或每个能量转换元件中流动的电流以对应于从输电线去除的过剩能量。因此，控制电路能够在滤波模式和能量去除模式两者中操作，而无需使用额外的硬件，由此提供硬件体积和成本方面的节约。

另外，已经发现从电流传输路径选择性地去除所述或每个模块的所述或每个能量存储装置的能力以允许能量(即过剩电力)从输电线到控制电路的快速转移，并且由此能够进行能量传输线中能量水平的快速调节。这进而允许在相关电网络故障的情况下，控制电路快速响应调节输电线中的能量水平的要求。

可以理解地是，控制电路的滤波和能量去除模式中的电力需求可以是不同的。滤波模式中的控制电路通常从输电线吸取相对低的电流并且不与输电线交换真实电力(除了损耗)。能量去除模式中的控制电路通常吸取全部输电线电流并且与输电线交换真实电力。就这一点而言，控制电路优选地被设定为与滤波和能量去除模式中的电力需求相匹配。

可以理解地是，在本发明中提及的“输电线”既包括AC输电线也包括DC输电线。

单个控制电路可以被连接在一对AC或DC输电线之间。多个控制电路可以与多个AC或DC输电线互连。例如，多个控制电路可以以互连三个AC输电线的星形配置连接或者以互连三个AC输电线的三角形配置连接。

可以理解地是，被连接至AC输电线的控制电路的滤波和能量去除模式分别在操作上与被连接至DC输电线的控制电路的滤波和能量去除模式类似。

还可以理解地是，当控制电路被连接至AC输电线时，控制电路可以额外地被用于控制AC输电线中的无功功率。