提供了一种用于电压源转换器的开关阀，该开关阀包括多个模块，每个模块包括开关元件和能量存储装置，它们可组合以选择性地提供电压源，该开关阀包括控制器，该控制器选择性地控制开关元件的开关，其中控制器选择性地控制开关元件的开关以执行切换操作，切换操作包括将模块切换到开关阀中的电路中和/或将模块从开关阀切换出电路，其中控制器如果充电电流流过模块，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将模块切换到开关阀中的电路中，和/或如果放电电流流过模块，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将模块从开关阀切换出电路，其中所述时间延迟包括模块死区时间和开关元件导通时间减去开关元件关断时间的总和。导通时间减去开关元件关断时间的总和。导通时间减去开关元件关断时间的总和。
【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，优选用于高压直流(HVDC)传输和无功功率补偿。
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，用于经由架空线路、海底电缆和/或地下电缆传输。这种转换移除了对于由功率传输介质(即传输线路或电缆)施加的AC电容负载效应进行补偿的需要，并降低了每公里线路和/或电缆的成本，并且从而当需要在长距离传送功率时变得成本有效。DC功率也直接从海上风力发电场传送到陆上AC功率传输网络。在有必要互连DC和AC网络的地方，利用DC功率和AC功率之间的转换。在任何这样的功率传输网络中，在AC和DC功率之间的每个接口处都要求转换器(即功率转换器)，以实现从AC到DC或从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，提供了一种用于电压源转换器的开关阀，该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被布置成可组合以选择性地提供电压源，该开关阀包括控制器，该控制器被编程为选择性地控制开关元件的开关，以选择模块中的零个、一个或多个来向开关阀电压贡献电压或相应的电压，
[0004]其中所述控制器被编程为选择性地控制所述开关元件的开关以执行切换操作，所述切换操作包括将至少一个所述模块切换到所述开关阀中的电路中和/或将至少一个所述模块从所述开关阀切换出电路，
[0005]其中控制器被编程为如果充电电流流过模块，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将至少一个模块切换到开关阀中的电路中，和/或如果放电电流流过模块，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将至少一个模块从开关阀切换出电路，其中所述时间延迟包括模块死区时间和开关元件导通时间减去开关元件关断时间的总和。
[0006]控制切换操作的开始时间的控制器的上述配置改进了将所述或每个模块切换到开关阀中的电路或从开关阀切换出电路的定时。这不仅降低了由于开关阀电压中的电压尖峰引起的不希望的电压波形失真(例如谐波和电噪声)的风险，而且通过降低在任何给定时间错误数量的模块被切换到开关阀中的电路中的风险，改进了操作准确度。
[0007]在本专利技术的优选实施例中，所述控制器可以被编程为选择性地控制所述开关元件的开关，以同时执行第一和第二切换操作，所述第一切换操作包括将所述模块中的至少一个第一模块切换到所述开关阀中的电路中，所述第二切换操作包括将所述模块中的至少一个第二模块从所述开关阀切换出电路，
[0008]其中所述控制器可以被编程为如果充电电流流过所述模块则向所述第一切换操作的开始时间施加时间延迟，和/或如果放电电流流过所述模块则向所述第二切换操作的
开始时间施加时间延迟，其中所述时间延迟包括模块死区时间和开关元件导通时间减去开关元件关断时间的总和。
[0009]控制第一和第二切换操作的开始时间的控制器的上述配置改进了将所述或每个第一模块切换到开关阀中的电路中以及将所述或每个第二模块从开关阀切换出电路的定时。
[0010]通过进一步考虑开关元件的开关特性，可以进一步优化时间延迟。
[0011]在本专利技术的实施例中，所述开关元件导通时间可以是开关元件导通延迟时间和开关元件导通上升时间的函数。取决于开关元件的类型和开关阀的要求，开关元件导通时间可以基于开关元件导通上升时间的全部或一部分。
[0012]在本专利技术的另外的实施例中，所述开关元件关断时间可以是开关元件关断延迟时间和开关元件关断下降时间的函数。取决于开关元件的类型和开关阀的要求，开关元件关断时间可以基于开关元件关断下降时间的全部或一部分。
[0013]开关元件导通延迟时间、导通上升时间、关断延迟时间和关断下降时间可以取决于模块中使用的开关元件的类型而变化。
[0014]取决于开关元件的类型和/或供应商，导通上升时间也可以被称为电流上升时间或上升时间，并且关断下降时间也可以被称为电流下降时间或下降时间。
[0015]开关元件导通延迟时间、导通上升时间、关断延迟时间和关断下降时间可以基于电压阈值、电流阈值或其组合来定义，并且电压阈值和电流阈值的大小可以因供应商而变化。
[0016]IGBT的定义的示例集合如下：
[0017]导通延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
增加到/超过其最终值的10％时到集电极电流Ic增加到/超过其最终值的10％时的时间；
[0018]导通上升时间是集电极电流I
c
从其最终值的10％增加到90％的时间；
[0019]关断延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
降低到/超过其初始值的90％到集电极电流Ic降低到/超过其初始值的90％的时间；
[0020]关断下降时间是集电极电流I
c
从其初始值的90％降低到10％的时间。
[0021]IGBT的定义的另一个示例集合如下：
[0022]导通延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
增加到/超过其最终值的10％时到集电极电流Ic增加到/超过其最终值的10％时的时间；
[0023]导通上升时间是集电极
‑
发射极电压V
CE
从其最大值的90％降低到10％的时间；
[0024]关断延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
降低到/超过其初始值的90％到集电极电流I
c
降低到/超过其初始值的90％的时间；
[0025]关断下降时间是集电极
‑
发射极电压V
CE
从其最大值的10％增加到90％的时间。
[0026]IGBT的定义的另一个另外示例集合如下：
[0027]导通延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
为0V时到集电极电流I
c
增加到/超过其最终值的10％时的时间；
[0028]导通上升时间是集电极电流I
c
从其最终值的10％增加到90％的时间；
[0029]关断延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
降低到/超过其初始值的90％到集电极电流I
c
降低到/超过其初始值的90％的时间；
[0030]关断下降时间是集电极电流I
c
从其初始值的90％降低到10％的时间。
[0031]IGBT的定义的又一个另外的示例集合如下：
[0032]导通延迟时间是从栅极
‑
发射极电压V
GE
为0V时到集电极电流I
c
增加到/超过其最终值的10％时的时间；
[0033]导通上升时间是集电极
‑...
【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)被布置成可组合以选择性地提供电压源，所述开关阀包括控制器(50)，所述控制器被编程为选择性地控制所述开关元件(46)的开关，以选择所述模块(44)中的零个、一个或多个来向开关阀电压贡献电压或相应的电压，其中，所述控制器(50)被编程为选择性地控制所述开关元件(46)的开关以执行切换操作，所述切换操作包括将至少一个所述模块(44)切换到所述开关阀中的电路中和/或将至少一个所述模块(44)从所述开关阀切换出电路，其中控制器(50)被编程为如果充电电流流过模块(44)，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将至少一个模块(44)切换到开关阀中的电路中，和/或如果放电电流流过模块(44)，则向切换操作的开始时间施加时间延迟，以将至少一个模块(44)从开关阀切换出电路，其中所述时间延迟包括模块死区时间和开关元件导通时间减去开关元件关断时间的总和。2.根据权利要求1所述的开关阀，其中，所述控制器(50)被编程为选择性地控制所述开关元件(46)的开关，以同时执行第一和第二切换操作，所述第一切换操作包括将所述模块(44，44c)中的至少一个第一模块切换到所述开关阀中的电路中，所述第二切换操作包括将所述模块(44，44d)中的至少一个第二模块从所述开关阀切换出电路，其中，所述控制器(50)被编程为如果充电电流流过所述模块(44，44c，44d)则向所述第一切换操作的开始时间施加时间延迟，和/或如果放电电流流过所述模块(44，44c，44d)则向所述第二切换操作的开始时间施加时间延迟，其中，所述时间延迟包括模块死区时间和开关元件导通时间减去开关元件关断时间的总和。3.根据前述权利要求中任一项所述的开关阀，其中，所述开关元件导通时间是开关元件导通延迟时间和开关元件导通上升时间的函数。4.根据前述权利要求中任一项所述的开关阀，其中，所述开关元件关断时间是开关元件关断延迟时间和开关元件关断下降时间的函数。5.根据前述权利要求中任一项所述的开关阀，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：万吉强，A，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。