[其他]用于控制交流电压网中的负载流的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于控制交流电压网(2)中的负载流的装置(1)。其特征在于能够串联接入交流电压网的相线(21)中的双极开关模块(6)的模块串联电路(3)以及用于控制开关模块的控制装置(20)，其中，每个开关模块具有能量存储器以及可控的、可接通和断开的功率半导体，并且可以控制为，使得在其极(32，33)处产生对应于正或负的能量存储器电压的或者对应于值为零的电压的开关模块电压；控制装置被设计为用于控制开关模块，使得可以在模块串联电路(3)上产生周期性的纵向电压。

技术领域

本实用新型涉及一种用于控制交流电压网中的负载流的装置。

背景技术

在交流电压网中、特别是在分支的或网状的交流电压网中通常需要将负载流调节为，使得在交流电压网中流过的运行电流尽可能被平均地分配到交流电压网的并行的线路上。这特别是基于欧姆损耗与电流的二次方依赖关系，由此也决定性地影响能量传输的效率。此外，在交流电压网中必须控制无功功率产生和无功功率消耗。在由于可再生能源的使用增加而增加的待传输的能量量的范围内，现存的交流电压网的最优利用率明显变得更加重要。

用于控制负载流的装置按照现有技术尤其是作为无功补偿设备已知。例如在所谓的固定串联补偿(Fixed Series Compensation(FSC))中，使用串联接入交流电压网的交流电压线路中的电容器。

此外，已知静态的无功功率补偿器，其包括与交流电压线路并联布置的转换器。例如，文献WO 2013/087110 A1示出了一种具有三相支路的转换器，其在三角电路中彼此连接。每条相支路具有用于连接到三相交流电压网的与其相关联的相的连接点。在此，相支路分别经由耦合电感与交流电压网的相关联的相连接。每条相支路具有带有双极子模块的串联电路的相模块，其中，子模块被设计为所谓的全桥电路。相应地，每个子模块包括两个彼此并联连接的、功率半导体开关单元的串联电路，其中每个功率半导体开关单元包括可断开的功率半导体以及与其反并联的二极管。此外，每个子模块具有与两个串联电路并联连接的以电容器形式的能量存储器。每个子模块可以被控制为，使得在其极上降落电压，其对应于能量存储器电压，即电容器电压；对应于具有相反的极性的能量存储器电压；或者对应于零电压，即值为零的电压。由此，可以借助对子模块的合适控制，在转换器的相模块上产生阶梯状的交流电压。单个阶梯高度在此对应于电容器电压。此外，已知的转换器包括用于调节转换器的相支路中的电流的调节装置，从而可以在交流电压网中提供期望的电感性无功功率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种开头提到的类型的装置，其允许交流电网中的尽可能快速且可靠的负载流控制。

该技术问题对于这种装置通过串联接入交流电压网的相线中的双极开关模块的模块串联电路以及用于控制开关模块的控制装置来解决，其中，每个开关模块具有能量存储器以及可控的、可接通和断开的功率半导体，并且每个开关模块可以被控制为，使得在其极处产生对应于正或负的能量存储器电压或者对应于值为零的电压的开关模块电压；控制装置被设计为用于控制开关模块，使得可以在模块串联电路上产生周期性的纵向电压。

纵向电压可以理解为沿着电流线路或者沿着电流线路的一段施加的电压。特别地，纵向电压可以是模块串联电路的两个接头之间的电压。模块串联电路在此被设计为双极的，从而在相线中流过的总的相电流也流经根据本实用新型的装置。

利用根据本实用新型的装置，为交流电压网提供了快速的、基本上可连续调节的纵向电压源。因为相比于并联补偿，串联补偿仅须将相对小的电压馈入交流电压网中，以有效地影响负载流，所以可以有利地实现负载流控制的开销降低。

此外，除了基波振荡之外借助根据本实用新型的装置还可以有利地影响电压或电流的谐波振荡。由此可以快速衰减出现的不稳定。此外还可以从交流电压网中的特定的谐波振荡或瞬变过程中获取能量，以及以另外的、非临界的频率再次馈送向交流电压网中。