开关阀制造技术

提供有一种用于电压源转换器的开关阀，所述开关阀包括多个模块，每个模块包括至少一个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开关元件和所述或每个能量存储装置布置为可组合以选择地提供电压源，所述开关阀包括调节器，其编程为选择地控制开关元件的开关以选择模块中的一个或多个模块来将电压或相应电压贡献给开关阀电压，其中所述调节器编程为通过控制开关元件的开关来选择地调节存储在每个能量存储装置中的能量以将每个能量存储装置的电压调节到目标电压或朝向目标电压调节，并且所述调节器编程为根据所述开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压。装置的目标电压。装置的目标电压。

【技术实现步骤摘要】
开关阀


[0001]本专利技术涉及用于电压源转换器的开关阀、电压源转换器、操作开关阀的方法和操作电压源转换器的方法，其优选地供在高压直流(HVDC)传输和无功功率补偿中使用。

技术介绍

[0002]在HVDC功率传输网络中，AC功率通常被转换成DC功率，以用于经由架空线路，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。DC功率也可以直接从海上风电场传输到岸上AC功率传输网络。DC功率与AC功率之间的转换用于其中必需互连DC和AC网络的地方。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(功率转换器)，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

[0003]根据本专利技术的第一方面，提供有一种用于电压源转换器的开关阀，所述开关阀包括多个模块，每个模块包括至少一个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开关元件和所述或每个能量存储装置布置为可组合以便选择地提供电压源，所述开关阀包括调节器，所述调节器编程为选择地控制所述开关元件的开关以便选择所述模块中的一个或多个模块来将电压或相应电压贡献给开关阀电压，其中所述调节器编程为通过控制所述开关元件的所述开关来选择地调节存储在每个能量存储装置中的能量以便将每个能量存储装置的电压调节到目标电压或朝向所述目标电压调节，并且所述调节器编程为根据所述开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压。
[0004]本专利技术的配置提供一种控制方法，所述控制方法用于根据开关阀中的健康模块的数量来调节存储在开关阀的能量存储装置中的能量。这使得开关阀能够在健康模块的数量减少时继续可靠操作，而不是在健康模块的数量减少到低于某一阈值时通过触发系统跳闸而离线。
[0005]在本专利技术的优选实施例中，多个模块可以包括至少一个冗余模块。由根据本专利技术的能量调节提供的增加的可靠性不仅通过在健康模块的数量减小到低于某一阈值时避免系统跳闸而扩展开关阀的操作，而且还允许减少冗余模块的总数量，由此减少开关阀的资本和操作支出。
[0006]在本专利技术的实施例中，所述调节器可以编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时选择地维持模块的电压之和。这种控制方法被设计成将每个模块的电压保持在正常操作范围内以提高可靠性。
[0007]在本专利技术的其他实施例中，所述调节器可以编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时选择地维持存储在开关阀中的总能量。这种控制方法被设计成将每个模块的电压近似平衡在每个模块的电压额定值限制和每个模块的
使用限制之间。
[0008]在本专利技术的实施例中，所述调节器可以编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，根据电压源转换器的实际操作条件来确定每个能量存储装置的目标电压，使得存储在每个能量存储装置中的能量保持在那个能量存储装置的能量存储限制内。
[0009]由于考虑电压源转换器的实际操作条件来确定每个能量存储装置的目标电压，通过在电压源转换器的操作条件(例如，DC电压，有功功率需求和无功功率需求)改变时将存储在每个能量存储装置中的能量限制在那个能量存储装置的能量存储限制之间来改进开关阀的操作的鲁棒性。这是因为如果不考虑的话则操作条件中的这种变化可能导致超过能量存储限制。
[0010]在本专利技术的另外的实施例中，调节器可以编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，根据电压源转换器的电压因数来确定每个能量存储装置的目标电压，使得存储在每个能量存储装置中的能量保持高于那个能量存储装置的能量存储下限。在这样的实施例中，电压因数优选地是电压源转换器的测量DC电压的函数。
[0011]在本专利技术的又一实施例中，所述调节器可编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，根据来自能量存储装置的电压中的测量的最大电压来确定每个能量存储装置的目标电压，使得存储在每个能量存储装置中的能量保持低于那个能量存储装置的能量存储上限。
[0012]根据本专利技术的第二方面，提供有一种电压源转换器，所述电压源转换器包括根据本专利技术的第一方面及其实施例中的任一个所述的至少一个开关阀。本专利技术的第一方面及其实施例的开关阀的特征和优点加上必要的变更应用于本专利技术的第二方面及其实施例的电压源转换器的特征和优点。
[0013]电压源转换器可以包括多个开关阀，所述多个开关阀中的每个开关阀根据本专利技术的第一方面及其实施例中的任一个来配置。
[0014]根据每个开关阀中的健康模块的数量的每个能量存储装置的目标电压的变化可以独立于根据所述或每个其他开关阀中的健康模块的数量的每个能量存储装置的目标电压的变化来执行。这确保一个开关阀中的模块的故障仅影响同一开关阀中而不影响其他开关阀中的能量存储装置的(一个或多个)目标电压，从而为开关阀提供独立的能量调节能力。此外，每个开关阀中的每个能量存储装置的目标电压可以设定为与所述或每个其他开关阀中的每个能量存储装置的目标电压相同或不同。
[0015]在本专利技术的电压源转换器中，所述调节器可以编程为在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，根据来自开关阀的能量存储装置的电压中的测量的最大电压来确定每个能量存储装置的目标电压，使得存储在每个能量存储装置中的能量保持低于那个能量存储装置的能量存储上限。
[0016]根据本专利技术的第三方面，提供有一种操作开关阀的方法，其中所述开关阀用于电压源转换器，所述开关阀包括多个模块，每个模块包括至少一个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开关元件和所述或每个能量存储装置布置为可组合以便选择地提供电压源，所述方法包括以下步骤：
[0017]控制开关元件的开关以选择所述模块中的一个或多个模块来将电压或相应电压贡献给开关阀电压；
[0018]通过控制所述开关元件的所述开关来调节存储在每个能量存储装置中的能量以将每个能量存储装置的电压调节目标电压到或朝向所述目标电压调节；以及
[0019]根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压。
[0020]本专利技术的第一方面及其实施例的开关阀的特征和优点加上必要的变更应用于本专利技术的第三方面及其实施例的方法的特征和优点。
[0021]在本专利技术的方法中，多个模块可以包括至少一个冗余模块。
[0022]本专利技术的方法可以包括以下步骤：在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，维持所述模块的电压之和。本专利技术的方法可以包括以下步骤：在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置的目标电压时，维持存储在开关阀中的总能量。
[0023]本专利技术的方法可以包括以下步骤：在根据开关阀中的健康模块的数量来改变每个能量存储装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电压源转换器(20)的开关阀，所述开关阀包括多个模块(44)，每个模块(44)包括至少一个开关元件(46)和至少一个能量存储装置(48)，每个模块(44)中的所述或每个开关元件(46)和所述或每个能量存储装置(48)布置为可组合以选择地提供电压源，所述开关阀包括调节器(50)，所述调节器(50)编程为选择地控制所述开关元件(46)的开关以选择所述模块(44)中的一个或多个模块来将电压或相应电压贡献给开关阀电压，其中所述调节器(50)编程为通过控制所述开关元件(46)的所述开关来选择地调节存储在每个能量存储装置(48)中的能量以便将每个能量存储装置(48)的电压调节到目标电压(V
cap
)或朝向所述目标电压(V
cap
)调节，并且所述调节器(50)编程为根据所述开关阀中的健康模块(44)的数量来改变每个能量存储装置(48)的所述目标电压。2.根据权利要求1所述的开关阀，其中，所述多个模块(44)包括至少一个冗余模块(44)。3.根据权利要求1或2所述的开关阀，其中，所述调节器(50)编程为在根据所述开关阀中的健康模块(44)的数量来改变每个能量存储装置(48)的所述目标电压(V
cap
)时选择地维持所述模块(44)的电压的总和。4.根据权利要求1或2所述的开关阀，其中，所述调节器(50)编程为在根据所述开关阀中的健康模块(44)的数量来改变每个能量存储装置(48)的所述目标电压(V
cap
)时选择地维持存储在所述开关阀中的总能量。5.根据前述权利要求中的任一项所述的开关阀，其中，所述调节器(50)编程为在根据所述开关阀中的健康模块(44)的数量来改变每个能量存储装置(48)的所述目标电压(V
cap
)时根据所述电压源转换器(20)的实际操作条件来确定...

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