控制换流器的方法技术

一种控制几个换流器(2)的电压和功率的方法，所述换流器(2)在电 绝缘的换流器组件的输出端并联连接，所述方法还用于将载荷分配给这些 HF换流器(2)，每个所换流器(2)包括至少一个DC-DC转换器(3)、一 个中间电路(4)和一个DC-AC转换器(5)，为每个HF换流器(2)形成 指令变量(Ui′)以便预设用于控制HF换流器(2)的中间电路(4)上的中 间电路电压(UZKi)的标称值。每个HF换流器(2)的载荷由控制单元(13) 通过测量所需的电流或功率进行确定，模拟HF换流器(2)的内部阻抗，通 过所述内部阻抗产生实际压降(UVR)，所述实际压降(UVR)依赖于所确定 的载荷，所述实际压降(UVR)用于控制中间电路(4)的电压(UZKi)从而 在每个HF换流器(2)的输出电压中产生所希望的改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制几个HF换流器的电压和功率的方法，所述HF 换流器并联连接在电绝缘换流器元件的输出端，用于将载荷分配给这些 高频换流器，每个高频换流器包括至少一:个DC-DC转换器、 一个中间 电路和一个DC-AC转换器，为每个高频徠流器形成指令变量从而为控 制高频换流器的中间电路处的中间电路电压而预设标称值。
技术介绍
从DE 29 04 786 Bl已经知道一种用于控制电压和载荷分布以及用于 对具有相互连接输出端的几个换流器进行同步的方法。为此，形成控制 变量替换值，通过对换流器的输出交流电压和输出端距离换流器电流标 称值的偏差值即横向电流(crosscurrent)与复数阻抗之积求和计算所述 控制变量替换值。利用这种控制系统的不足之处在于，测量误差直接作 用于控制，因此，即使在稍有测量误差的情况下也要将伪造的实际值预 设为控制变量，从而在输出端对不想要的功率进行控制。另外，对于检 测换流器之间流动的横向电流而言，需要预先设定电流标称值以及在换 流器输出端测量电流，这导致了更大的控制复杂性，从而在控制的反应 时间上也具有负面影响。另外，具有几个换流器的并联换流器系'统在DE 691 25 462 T2中已 知，其中，所述几个换流器经过集电极相连接，从而载荷电流可以在换 流器中分布。提供有电流检测电路，所述电流检测电路检测换流器之间 流过的电流的横向分量，即横向电流。换流器的输出电压可以通过电压 控制电路进行控制，从而抑制所检测到的横向电流分量。横向电流乘以 阻抗率(specific impedance)从而生成用于控制的标称电压信号，计算 所述电压以便从参考电压中减去该电压，.从而产生电压标称信号。这个 过程涉及较大控制复杂性和受影响的控制速度的缺点，因为必须对横向5电流进行;险测从而需要电流检测电路，所述电流检测电路必须对与预设的标称值的偏差值进行检测。DE692 17 109T2描述了一种多个换流器的并联操作舉统，其中，通 过检测经由电流检测电路的换流器之间的横向电流对载荷进行分配，因 此将生成依赖于横向电流的控制变量。这也具有上述复杂的控制器结 构、较高控制复杂性和较长控制反应时间的缺点。并联电路的换流器模块在US 5,473,5^8 A.以及Van der Broeck, H.等 人为作者的i仑文A simple method for parallel operation of inverters(换 流器并联操作的简单方法,Twentieth International Telecommunications Energy Conference ， 1998年10月4日至8日，第143页至第150页) 中已经知道，其中，对所需的电流和/或功率进行检测从而允许对大量的 换流器模块进行并联操作。本专利技术的目的在于创建一种方法，使得能够利用较低控制复杂性对 几个在输出端并联连接的高频换流器(HF换流器)进行电压和功率控 制。另外，本专利技术的部分目的还在于实现对测量误差的非常稳定并且不 敏感的控制行为。
技术实现思路
为实现本专利技术的目的，根据本专利技术，每个HF换流器的载荷由控制 单元通过测量所需的电流或功率来确定,.HF换流器的内.部阻抗由控制 单元模拟，通过该内部阻抗导致实际压降，所述实际压降依赖于所确定 的载荷并用于控制中间电路的电压从而在每个HF换流器的输出电压中 产生所希望的改变。变量通过模拟的阻抗生成，模拟的阻抗导致实际的 依赖于载荷的压降UVR,压降UvR可用作稳定换流器系统以及分配载荷 的控制变量。这里，阻抗作为数值和/或特征曲线保存在存储器中，即它 不是通过电路而是通过模拟实现的，并且这个阻抗用于程序逻辑电路来 实现目的，从而阻抗不会导致物理上的功率损失。这里，有利的是，没 有必要检测横向电流和/或在HF换流器之间流过的均衡电流，从而能够 控制输出电压并且能够向几个HF换流器进行限定的载荷分配。这个考 虑降低了控制复杂度，并且增加了控制蓮度，.因为省去了横向电流的检测和估值。另外还具有的优点是，其对于测量误差和测量的不准确性不 敏感，因为在错误检测的实际数值的情况下，灵活地预设中间电路的标 称值从而实现电压供应形式的输出电压的匹配，这允许将自动控制到作 为所需功率函数的物理正确数值范围中。因此，获得稳定的控制行为， 并且测量导致的实际值的偏离将自动得到均衡。这种控制还能够向并联连接的HF换流器进行限定的载荷分配，例如，实现均衡载荷分配。这 意味着能够防止HF换流器之间所不希望的横向电流，而不用知道其它 HF换流器的变量和/或HF换流器之间存在的变量，例如^f黄向电流。因 此，有利的是，可以对每个HF换流器进行独立的控制，增加了控制速 度并降低了控制复杂度。有利地，HF换流器输出端的HF换流器的载荷通过^r测输入功率得 以确定，因为这能够以简单的方式独立于其它HF换流器来检测参考数 值，所述指令变量用于影响用于稳定整个换流器系统的变量。另外，其于控制单元模拟的HF换流器的内部阻抗来计算减小变量。 由于减小变量是从输入电压&和匹配因子Kj的乘积来计算的，所以 减小变量可以通过使用合适的匹配因子Kj.适应于不同的应用和工作模 式。这里，有利地，匹配因子Ki被分配给所使用类型的Hf换流器，相 应的专用匹配因子Ki从所述控制单元的存储器装载以用于计算所述减 小变量。另外，为每个HF换流器检测作为所述减小变量函数的用于预设中 间电路电压UZKi标称值的指令变量Uj'，'这是有利的，因为这能够使用 非常简单的方式控制中间电路电压UZKi，其控制了用电设备以灵活方式 对载荷的反应，从而能够实现稳定性和载荷分配。有利地，指令变量Ui'从参考电压Ui一ref和减小变量之差计算。通过将指令变量Ui'减去实际压降UvR所代表的依赖于功率的数值，能够轻易 地实现上述灵活的标称值预设的好处。与采用的包括数值和相位的复数变量以及使用交流变量作为实际 变量的情况相比较，如果实变量，特别是直流变量,用作模拟阻抗和/ 或减小变量，从而增加了反应时间和控制'速度，这是有利的。当HF换流器的载荷在输出端增加时，用于预设所述中间电路电压 UzKi的指令变量Ui'减小，而当换流器的载荷在输出端降低时，所述指令 变量Ui'增加，这个过程允许对HF换流器的输出功率进行控.制，该控制 是稳定的并且独立于测量不准确性。 -电压控制器和设置在其下流的至少一个'电流控制器，例如PI控制 器，用于控制中间电路电压UzKi，这个处理岸刮是有利的,.因为使用了 有用的和经证明的方式。这里，另一个指令变量Ii'由电压控制器预设以 用于所述电流控制器控制施加在中间电路上的标称电流，从而通过施加在所述中间电路上的标称电流设定所述中间电路电压UzKi。因此，通过从属于用于电压控制的控制环路的用于电流控制的控制环路，施加在中 间电路上的载荷可以以中间电路电压Uzki与指令变量U/相一致地进行 调整的方式得到控制。测量阻塞电流IZKi以控制中间电路电压UZKi并将其施加到所述中间电路上这一处理过程是有利的，因为这些实际变量能够实现控制，并且这些变量唯一地分配给单个HF换流器，从而使得HF换流器之间用于 实现控制所进行的通信最小化。因此，没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制几个ＨＦ换流器（２）的电压和功率的方法，所述ＨＦ换流器（２）在电绝缘的换流器组件的输出端并联连接，所述方法还用于将载荷分配给这些ＨＦ换流器（２），每个所述ＨＦ换流器（２）包括至少一个ＤＣ－ＤＣ转换器（３）、一个中间电路（４）和一个ＤＣ－ＡＣ转换器（５），为每个ＨＦ换流器（２）形成指令变量（Ｕ↓［ｉ］′）以便预设用于控制ＨＦ换流器（２）的中间电路（４）上的中间电路电压（Ｕ↓［ＺＫｉ］）的标称值，其特征在于，每个ＨＦ换流器（２）的载荷由控制单元（１３）通过测量所需的电流或功率进行确定，ＨＦ换流器（２）的内部阻抗由控制单元（１３）模拟，通过所述内部阻抗产生实际压降（Ｕ↓［ＶＲ］），所述实际压降（Ｕ↓［ＶＲ］）依赖于所确定的载荷，所述实际压降（Ｕ↓［ＶＲ］）用于控制中间电路（４）的电压（Ｕ↓［ＺＫｉ］）从而在每个ＨＦ换流器（２）的输出电压中产生所希望的改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.4 AT A1470/20061.一种控制几个HF换流器(2)的电压和功率的方法，所述HF换流器(2)在电绝缘的换流器组件的输出端并联连接，所述方法还用于将载荷分配给这些HF换流器(2)，每个所述HF换流器(2)包括至少一个DC-DC转换器(3)、一个中间电路(4)和一个DC-AC转换器(5)，为每个HF换流器(2)形成指令变量(Ui′)以便预设用于控制HF换流器(2)的中间电路(4)上的中间电路电压(UZKi)的标称值，其特征在于，每个HF换流器(2)的载荷由控制单元(13)通过测量所需的电流或功率进行确定，HF换流器(2)的内部阻抗由控制单元(13)模拟，通过所述内部阻抗产生实际压降(UVR)，所述实际压降(UVR)依赖于所确定的载荷，所述实际压降(UVR)用于控制中间电路(4)的电压(UZKi)从而在每个HF换流器(2)的输出电压中产生所希望的改变。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在HF换流器(2)的输 入端上的HF换流器(2)的载荷通过检测输入功率(Pi)确定。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述控制单元(3) 模拟的HF换流器(2)的内部阻抗计算减小变量。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从输入电压(PJ和匹配 因子(Ki)的乘积计算所述减小变量。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述匹配因子(Ki)被 分配给所使用类型的HF换流器(2)，相应的专用匹配因子(Ki)从所述控 制单元(13)的存储器装载以用于计算所述减小变量。6. 根据权利要求3到5中任一权利妻求所述的方法，其特征在于，为 每个HF换流器(2)检测作为所述减小变量函^:的用于预设中间电路电压(UZKi)标称值的指令变量(Ui')。7. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·安格雷尔，汉内斯·海格尔，哈拉尔德·克罗伊策，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：AT