电组合件制造技术

一种电组合件，包括多个模块（44），每个模块（44）包括至少一个模块开关元件（46）和至少一个能量存储装置（48），每个模块（44）中的所述或每个模块开关元件（46）和所述或每个能量存储装置（48）布置成可组合以选择性地提供电压源，每个模块（44）包括放电电路，每个放电电路包括放电开关元件（50）和放电电阻器（52），每个放电开关元件（50）可开关以便将对应的放电电阻器（52）切换到对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，其中所述电组合件包括控制器（54），所述控制器（54）配置成在所述模块（44）处于阻塞状态中时，选择性地控制所述放电开关元件（50），以在电压平衡模式下调制每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，使得每个模块（44）仿真电阻负载曲线以平衡所述多个模块（44）之间的电压的分配，其中所述电阻负载曲线包括至少一个正电阻斜率。包括至少一个正电阻斜率。包括至少一个正电阻斜率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电组合件


[0001]本专利技术涉及一种电组合件，其优选供在高压直流（HVDC）传输中使用。

技术介绍

[0002]在HVDC功率传输网络中，交流（AC）功率通常被转换成直流（DC）功率，以用于经由架空线，海底线缆和/或地下线缆进行传输。这种转换消除对补偿由功率传输介质（即，传输线路或线缆）施加的AC电容性负载效应的需要，并且降低每公里的线路和/或线缆的成本，并且因此当需要通过长距离传输功率时变得成本有效。。
[0003]DC功率与AC功率之间的转换用于其中必需互连DC和AC网络的功率传输网络中。在任何这种功率传输网络中，在AC与DC功率之间的每个接口处要求转换器，以实现从AC到DC或者从DC到AC的所要求转换。

技术实现思路

[0004]根据本专利技术的第一方面，提供有一种包括多个模块的电组合件，每个模块包括至少一个模块开关元件和至少一个能量存储装置，每个模块中的所述或每个模块开关元件和所述或每个能量存储装置布置成可组合以选择性地提供电压源，每个模块包括放电电路，每个放电电路包括放电开关元件和放电电阻器，每个放电开关元件可开关以便将对应的放电电阻器切换到（switch into）对应的模块中和从对应的模块切换出（switch out of），其中所述电组合件包括控制器，所述控制器配置成在所述模块处于阻塞状态中时，选择性地控制所述放电开关元件，以在电压平衡模式下调制将每个放电电阻器切换到所述对应的模块中和从所述对应的模块切换出，使得每个模块仿真电阻负载曲线（profile）以平衡所述多个模块之间的电压的分配，其中所述电阻负载曲线包括至少一个正电阻斜率。
[0005]在阻塞状态中的模块的配置可以在电组合件的某些操作条件下发生。当模块处于阻塞状态中时，模块开关元件被关断并且模块表现为无源电路，其中模块之间的电压的分配由电路中的阻抗管理（govern）。
[0006]如果没有另外的能量从外部电路或网络供应到被阻塞的模块，则能量存储装置被有效地从外部电路或网络切断，并且将彼此独立地释放它们存储的能量。然而，如果能量继续从外部电路或网络向被阻塞的模块供应，则模块之间的电压的不稳定的无源分配可能导致模块的电压之间随时间的漂移。这又可能导致模块中的一些模块掉电，而其它模块中的一些其它模块占据更高的电压份额，这可能触发相关联的过电压保护系统，并由此导致可能损坏大量模块的模块的级联失效（failure）。
[0007]通过调制将每个放电电阻器切换到所述对应的模块和从所述对应的模块切换出，由每个模块对电阻负载曲线的仿真确保对于每个能量存储装置，电流随着电压降低而降低并且随着电压增加而增加，优选地只要对应的模块的电压处于或高于最小电压阈值，在所述最小电压阈值处或高于所述最小电压阈值，实现电压平衡模式。这提供防止模块的电压随时间漂移的电压平衡效应，并且由此确保多个模块之间的电压的稳定分配。
[0008]在本专利技术的实施例中，控制器可以配置成选择性地控制放电开关元件，以在电压平衡模式中调制将每个放电电阻器切换到对应的模块中和从所述对应的模块切换出，使得每个放电电阻器呈现高于其实际电阻的仿真电阻。
[0009]在本专利技术的另外的实施例中，控制器可以配置成在模块进入阻塞状态的同时选择性地发起电压平衡模式。
[0010]在本专利技术的实施例中，所述电阻负载曲线可以包括：单个正电阻斜率；多个正电阻斜率；或多个正电阻斜率和至少一个不连续性的组合。当所述电阻负载曲线包括多个电阻斜率时，所述电阻斜率可被配置以使得在连续电阻斜率之间存在连续性或不连续性。不连续性可以采取负电阻斜率或阶跃变化的形式。当电阻负载曲线包括多个正电阻斜率时，每个正电阻斜率可以与所述或每个其它正电阻斜率相同或不同。当电阻负载曲线包括多个不连续性时，每个不连续性可以与所述或每个其它不连续性相同或不同。电阻斜率的数量可以改变以提供更适合于电组合件的特定配置或应用的更优化的电阻负载曲线。例如，电阻负载曲线可以包括多个正电阻斜率，以平衡多个模块之间的电压的分配，并且同时减少由放电电阻器进行的总功率消耗量。
[0011]在这样的实施例中，控制器可以配置成选择性地控制放电开关元件，以在电压平衡模式中调制将每个放电电阻器切换到对应的模块中和从所述对应的模块切换出，以便当模块中的所有模块的电压高于预定最小转变电压时，发起在连续正电阻斜率之间的电阻负载曲线的转变。以这种方式发起连续正电阻斜率之间的电阻负载曲线的转变防止在电压平衡模式期间模块的电压之间加速漂移的风险。
[0012]在本专利技术的更进一步的实施例中，控制器可以配置成选择性地控制放电开关元件，以在电压平衡模式中调制将每个放电电阻器切换到对应的模块中和从所述对应的模块切换出，以便将每个电阻负载曲线配置成抵消表现为恒定功率负载的每个模块的一个或多个组件的负阻抗特性。每个模块的所述或每个这样的组件（例如控制电子器件）的恒定功率负载行为可以是所述或每个这样的组件的功率供应装置从相同模块中的所述或每个对应的能量存储装置汲取电流同时在所述功率供应装置的一侧上维持恒定电压和功率的结果。这样的功率供应装置可以是开关模式功率供应装置。结果，当功率供应装置的另一侧的电压下降时，它汲取更多的电流，并且反之亦然。以这种方式，每个模块的所述或每个这样的组件表现为恒定功率负载。
[0013]然而，通过每个模块的所述或每个这样的组件的恒定功率负载行为可导致模块的电压之间的漂移，如上所述，该漂移可导致一个或多个模块的失效。通过将电阻负载曲线配置成抵消上述负阻抗特性，可以避免模块的电压之间的漂移的风险。
[0014]可选地，控制器可以配置成选择性地控制放电开关元件，以在电压平衡模式中调制将每个放电电阻器切换到对应的模块中和从所述对应的模块切换出，以便根据电组合件中的对应的模块的物理位置来配置每个电阻负载曲线。
[0015]与电组合件中的每个模块的物理位置相关联的一个或多个环境因素可能对处于阻塞状态的模块之间的电压的分配施加不平衡效应。由于每个模块在电组合件中具有固定的物理位置，因此变得有可能从它们相应的物理位置预测模块的电压之间的不平衡程度。因此，可以基于电组合件中的每个模块的物理位置来配置由每个电阻负载曲线提供的补偿效果。
[0016]与多个模块操作地相关联的冷却剂系统内的冷却剂的电阻可以对处于阻塞状态的模块之间的电压的分配施加不平衡效应。因此，电组合件可以包括至少一个传感器，其用于测量与电组合件中的每个模块操作地相关联的冷却剂的传导率，并且控制器可以配置成选择性地控制放电开关元件，以在电压平衡模式下调节将每个放电电阻器切换到对应的模块中和从所述对应的模块切换出，以便根据对应的冷却剂的所测量的传导率来配置每个电阻负载曲线。
[0017]电组合件可以结合到一系列电设备中。例如，开关阀可包括根据上文描述的实施例中任何一个实施例所述的电组合件，或者电压源转换器可包括这样的阀。本专利技术的电组合件可以应用于包括多个模块的任何其它设备，每个模块包括至少一个模块开关元件和至少一个能量存储装置，所述或每个模块中的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括多个模块（44）的电组合件，每个模块（44）包括至少一个模块开关元件（46）和至少一个能量存储装置（48），每个模块（44）中的所述或每个模块开关元件（46）和所述或每个能量存储装置（48）布置成可组合以选择性地提供电压源，每个模块（44）包括放电电路，每个放电电路包括放电开关元件（50）和放电电阻器（52），每个放电开关元件（50）可开关以便将对应的放电电阻器（52）切换到对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，其中所述电组合件包括控制器（54），所述控制器（54）配置成在所述模块（44）处于阻塞状态中时，选择性地控制所述放电开关元件（50），以在电压平衡模式下调制将每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，使得每个模块（44）仿真电阻负载曲线以平衡所述多个模块（44）之间的电压的分配，其中所述电阻负载曲线包括至少一个正电阻斜率。2.根据权利要求1所述的电组合件，其中，所述控制器（54）配置成选择性地控制所述放电开关元件（50），以在所述电压平衡模式中调制将每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，使得每个放电电阻器（52）呈现高于其实际电阻的仿真电阻。3.根据前述权利要求中的任一项所述的电组合件，其中，所述控制器（54）配置成与所述模块（44）进入所述阻塞状态相同地选择性地发起所述电压平衡模式。4.根据前述权利要求中的任一项所述的电组合件，其中，所述电阻负载曲线包括：单一正电阻斜率、多个正电阻斜率；或多个正电阻斜率和至少一个不连续性的组合。5.根据权利要求4所述的电组合件，其中，所述电阻负载曲线包括多个电阻斜率，所述电阻斜率被配置以使得在连续电阻斜率之间存在连续性或不连续性。6.根据前述权利要求中的任一项所述的电组合件，其中，所述电阻负载曲线包括多个正电阻斜率，并且所述控制器（54）配置成选择性地控制所述放电开关元件（50），以在所述电压平衡模式中调制将每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，以便当所述模块（44）中的所有所述模块（44）的电压高于预定最小转变电压时，发起所述电阻负载曲线在连续正电阻斜率之间的转变（90）。7.根据前述权利要求中的任一项所述的电组合件，其中，所述控制器（54）配置成选择性地控制所述放电开关元件（50），以在所述电压平衡模式中调制将每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，以便将每个电阻负载曲线配置成抵消表现为恒定功率负载（CPL）的每个模块（44）的一个或多个组件的负阻抗特性。8.根据前述权利要求中的任一项所述的电组合件，其中，所述控制器（54）配置成选择性地控制所述放电开关元件（50），以在所述电压平衡模式中调制将每个放电电阻器（52）切换到所述对应的模块（44）中和从所述对应的模块（44）切换出，以便根据所述电组合件中的所述对应的模块（44）的物理...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：