用于多电平转换器的电压平衡系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种操作快速电容器多电平转换器的方法，所述快速电容器多电平转换器具有一个直流链路和多个相支路，每个所述相支路具有多个快速电容器，所述方法包括：采用冗余状态，通过对快速电容器进行充电或放电来平衡快速电容器电压。通过获得所述快速电容器多电平转换器的负载电流来采用所述冗余状态。如果负载电流值低于阈值，则利用相端子电容器的电容器电流来确定冗余状态，否则利用负载电流方向来确定所述冗余状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及多电平转换器，并且更确切地，涉及一种用于在多电平转换器中进行电压平衡的系统和方法。
技术介绍
多电平转换器通常用于如变速驱动(VSD)系统的高功率工业应用中或用于如太阳能(或光伏)发电系统、风力涡轮发电机和高压直流(HVDC)传输系统的能量转换应用中。多电平转换器的一个实例是快速电容器(flying capacitor) (FC)多电平转换器。快速电容器多电平转换器包括许多称为快速电容器的电容器。快速电容器被充电至不同电压电平，并且通过改变切换状态，所述快速电容器和dc电源以不同方式连接并且产生各种线与中性点间的(line-to-neutral)输出电压。 在操作快速电容器多电平转换器时，快速电容器的电压平衡是一项挑战。快速电容器电压不平衡(即，跨过快速电容器的不相等电压)可能使所述电容器和切换设备受应力过度，并且在转换器的操作期间引起过电压和欠电压跳闸。快速电容器电压不平衡还会引起输出电压总谐波失真(THD)的增大，并且可使得控制回路变得不稳定。 用于平衡快速电容器的电压的已知解决方案之一使用另外的平衡电路。然而，所述平衡电路增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作快速电容器多电平转换器的方法，所述快速电容器多电平转换器包括一个直流链路和多个相支路，每个所述相支路具有多个快速电容器，所述方法包括：采用冗余状态，通过对快速电容器进行充电或放电来平衡快速电容器电压，其中采用冗余状态包括：获得所述快速电容器多电平转换器的负载电流；当负载电流值低于阈值时，利用相端子电容器的电容器电流来确定冗余状态；以及当所述负载电流值高于所述阈值时，利用负载电流方向来确定冗余状态。

【技术特征摘要】
2013.03.29 US 13/8533351.一种用于操作快速电容器多电平转换器的方法，所述快速电容器多电平转换器包括一个直流链路和多个相支路，每个所述相支路具有多个快速电容器，所述方法包括: 采用冗余状态，通过对快速电容器进行充电或放电来平衡快速电容器电压，其中采用冗余状态包括: 获得所述快速电容器多电平转换器的负载电流； 当负载电流值低于阈值时，利用相端子电容器的电容器电流来确定冗余状态；以及 当所述负载电流值高于所述阈值时，利用负载电流方向来确定冗余状态。2.如权利要求1所述的方法，其中所述相端子电容器包括滤波电容器或相端子杂散电容。3.如权利要求1所述的方法，其中基于包括以下各项的参数来确定所述阈值:所述相端子电容器的电容值、所述快速电容器多电平转换器的相端子处的电压变化以及所述快速电容器多电平转换器的切换频率和工作周期。4.如权利要求1所述的方法，其中通过使所述相端子电容器的电荷与由负载电流所产生的电荷相等来确定所述阈值。5.如权利要求1所述的方法，其中利用所述相端子电容器的所述电容器电流包括:基于所述快速电容器多电平转换器的相端子处的预期电压转变来确定相端子电容器电流方向。6.如权利要求5所述的方法，其中确定所述相端子电容器电流方向包括:如果所述预期电压转变是从高到低，则将所述相端子电容器电流方向标记为流入所述相端子中。7.如权利要求5所述的方法，其中确定所述相端子电容器电流方向包括:如果所述预期电压转变是从低到高，则将所述相端子电容器电流方向标记为流出所述相端子。8.如权利要求5所述的方法，其中基于参考电压值来确定所述快速电容器多电平转换器的相端子处的所述预期电压转变。9.如权利要求1所述的方法，其中冗余切换状态包括产生相等电压的至少两个切换状态。10.如权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S施罗德，Q陈，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB