本发明专利技术关于用于支持关联的AC系统的方法、电压源转换器和计算机程序产品，包括：若干单元（CA1，CA2，CA3，CA4，CA5，CA6，CB1，CB2，CB3，CB4，CB5，CB6，CC1，CC2，CC3，CC4，CC5，CC6），每个单元包括与单元电容器并联的一串开关元件，至少一些单元进一步包括电池模块组，其包括与单元电容器能并联连接的至少一个电池模块，以及控制器（20），该控制器（20）配置成选择性地使若干单元的电池模块组与对应的单元电容器并联连接用于与关联的AC系统交换电力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有单元-连接的电池储存装置的模块化多级转换器
本专利技术大体上涉及电压源转换器。更特定地，本专利技术涉及用于支持交流电系统的方法、电压源转换器和计算机程序产品。
技术介绍
直流(DC)系统或电网和DC互连通常连接到交流(AC)传输系统。近来看到了 AC和DC系统两者重要的变化。AC系统现今越来越多地连接到非线性源或发电机，例如风电场。这些从环境角度有兴趣用作源。然而，因为使用这样的能量源，系统是不稳定的。这意指为了使稳定性增加，它们必须得到支持。支持系统的一个方式是通过提供能量储存系统，其能够从AC系统接收能量并且将能量输送到AC系统。该支持在这里可能牵涉许多不同类型的应用，例如传输增强、功率振荡阻尼、动态电压稳定性、联络线控制、短期旋转储备、负载调平、欠频减载降低、次同步共振阻尼和电力质量提高。提供该能量储存系统的一个方式是通过使用一组电池模块。通常这样的电池模块经由独立AC/DC转换器连接到AC电网。然而，随着DC系统对于与AC系统有关的使用正变得更令人感兴趣，将有兴趣还将这些DC系统用于支持AC系统。之前提到在DC系统中也已经有重要的变化。一个这样的变化是引入基于单元的电压源转换器。该转换器(例如在DE 10103031中描述的)由若干单元组成，每个包括若干开关元件和单元电容器(cell capacitor)。这些单元在这里可以被控制以使用单元电容器来提供电压贡献，其中来自各个单元的电压贡献形成AC电压。为了使DC线上的DC电压平滑，这些单元还可以包括与单元电容器并联的另外的能量储存部件，其中该另外的能量储存部件可以是电池。具有该类型的另外的能量储存部件的单元简要地在US 2008/0205093和US 2008/0252142中提到。鉴于已经在上文所描述的，需要有可以用于使用包括电池模块的能量储存系统来使AC系统稳定的DC系统。
技术实现思路
本专利技术针对使用在基于单元的电压源转换器的单元中提供的电池模块组来支持AC系统。本专利技术的一个目标是提供用于支持AC系统的新的方法。该目标根据本专利技术的第一方面通过经由基于单元的电压源转换器来支持AC系统的方法来实现，每个单元包括与单元电容器并联的一串开关元件并且至少一些单元中的每个进一步包括电池模块组，其包括与单元电容器能并联连接的至少一个电池模块，该方法包括以下步骤: 获得关于AC系统的电力要求的数据， 选择若干单元的电池模块组用于满足电力要求，以及 使选择的电池模块组与对应的单元电容器并联，以用于与AC系统交换电力。本专利技术的另一个目标是提供用于支持关联的AC系统的基于单元的电压源转换器。该目标根据本专利技术的第二方面通过用于支持关联的AC系统的电压源转换器来实现，所述电压源转换器包括: 若干单元，每个单元包括与单元电容器并联的一串开关元件，至少一些单元进一步包括电池模块组，其包括与单元电容器能并联连接的至少一个电池，以及 控制器，其配置成选择性地使若干单元的电池模块组与对应的单元电容器并联连接，以用于与关联的AC系统交换电力。本专利技术的另一个目标是提供用于使用基于单元的电压源转换器来支持AC系统的计算机程序产品。该目标根据本专利技术的第三方面通过用于支持与基于单元的电压源转换器关联的AC系统的计算机程序产品来实现，其中每个单元包括与单元电容器并联的一串开关元件并且至少一些单元进一步包括电池模块组，其包括与单元电容器能并联连接的至少一个电池模块，该计算机程序产品包括数据载体，其具有能装载到电压源转换器的控制器内的计算机程序代码，该计算机程序代码在装载到控制器中时促使控制器: 获得关于关联的AC系统的电力要求的数据， 选择若干单元的电池模块组用于满足该电力要求，以及 使选择的电池模块组与对应的单元电容器并联连接，以用于与关联的AC系统交换电力。本专利技术具有许多优势。可以在无需用于能量储存系统的功率电子器件接口的情况下提供它。此外，能量储存系统不再需要在中/高频变压器方面的与DC系统的任何电流隔离。所有单元或若干单元可以根据系统要求来使用。在单元级上进行能量储存系统的控制并且因此在某一时刻仅连接采用电池模块组的若干单元。能量储存系统以低压(即，以单元电压)连接。与独立功率电子器件接口的使用相比，能量储存系统还具有低的占用空间。此外，成本与复杂程度一样是低的。【附图说明】本专利技术将在下面参照附图描述，其中 图1示意地示出在两个AC电力系统的两个AC电力线之间连接的DC电力传输系统， 图2示意地示出基于单元的电压源转换器， 图3示意地示出配备有第一电池模块组的第一类型的电压源转换器单元的结构， 图4示意地示出也配备有第一电池模块组的第二类型的电压源转换器单元的结构， 图5示出电压源转换器的控制器的方框示意概况， 图6示意地示出包括用于支持AC系统并且由控制器进行的方法中的若干方法步骤的流程图， 图7示意地示出可以在单元中使用的第二组电池模块，以及 图8示意地示出携有用于实现控制器的程序代码的数据载体。【具体实施方式】在下面，将给出本专利技术的优选实施例的详细描述。图1示出经由两个电压源转换器12和16而在两个交流(AC)电力线10和18之间连接的简化直流(DC)电力线14的单线图。该DC电力线14可作为DC电力传输系统的一部分而提供并且可具有是高压直流(HVDC)系统的一部分的优势。从而，这里存在第一电压源转换器12，其具有连接到第一 AC电力线10的AC侧和连接到DC电力线14的第一端的DC侧。还存在第二电压源转换器16，其具有连接到第二 AC电力线18的AC侧和连接到DC电力线14的第二端的DC侧。AC电力线10和18在这里可在不同的AC电力传输和/或配电系统中提供，其中这些AC系统中的至少一个可以是需要支持的系统，像弱AC系统。系统例如可因为它使用风电场作为发电机而需要支持。DC电力传输系统20也可称作DC电网并且AC系统中的一个或两个可称作AC电网。在这里应该认识到DC电力传输系统可以更复杂并且包括若干更多的DC电力线。图2示出概述电压源转换器12的示例的方框示意图。该电压源转换器12在这里包括采用在两个DC端子DC+和DC-之间并联连接以连接到DC电力传输系统的相脚形式的一组支路。在这里给出的示例中，存在三个这样的支路或相脚PLl、PL2、PL3以便实现到三相AC传输系统的连接。然而应该认识到作为备选，例如可仅存在两个相脚。每个相脚PU、PL2、PL3具有第一和第二端点。在每个这样的端点处提供有相脚电抗器LA 1、LA2、LB1、LB2、LCl和LC2。在图2中描绘的那类转换器中，所有相脚PL1、PL2和PL3的第一端点连接到第一 DC端子DC+而第二端点连接到第二 DC端子DC-。每个相脚从而经由相脚电抗器LAULBl和LCl以及LA2、LB2和LC2连接到对应的DC极。每个相脚还包括上下相脚半部，有时也表示为相臂，并且在相脚半部相遇的结处，提供三相AC连接端子AC1、AC2和AC3。AC连接端子从而在两个极之间的相脚中的点处提供并且在该示例中在两个极之间的中点处提供。每个三相连接端子AC1、AC2、AC3在这里经由相应的电感器LAC1、LAC2、LAC3连接到对应的相脚。两个DC端子DC+和DC-在这里组成电压源转换器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于经由基于单元的电压源转换器（12）来支持AC系统的方法，每个单元（CA1，CA2，CA3，CA4，CA5，CA6，CB1，CB2，CB3，CB4，CB5，CB6，CC1，CC2，CC3，CC4，CC5，CC6）包括与单元电容器（C）并联的一串开关元件（T1，T2）并且至少一些单元中的每个进一步包括电池模块组（BG1；BG2），其包括与所述单元电容器能并联连接的至少一个电池模块（B1，B2，B3，B4，B5，B6），所述方法包括以下步骤：－获得关于所述AC系统的电力要求的数据（PR），－选择（30）若干单元的电池模块组以便满足所述电力要求，以及－使选择的电池模块组与对应的单元电容器并联连接（32）以便与所述AC系统交换电力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于经由基于单元的电压源转换器(12)来支持AC系统的方法，每个单元(CA1, CA2, CA3, CA4, CA5, CA6, CBl, CB2, CB3, CB4, CB5, CB6, CCl, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6)包括与单元电容器(C)并联的一串开关元件(T1，T2)并且至少一些单元中的每个进一步包括电池模块组(BGl ;BG2)，其包括与所述单元电容器能并联连接的至少一个电池模块(BI，B2，B3，B4，B5，B6)，所述方法包括以下步骤: 一获得关于所述AC系统的电力要求的数据(PR)， 一选择(30)若干单元的电池模块组以便满足所述电力要求，以及 一使选择的电池模块组与对应的单元电容器并联连接(32)以便与所述AC系统交换电力。2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将单元的开关元件控制成以便控制关于对应的电池模块组的电力传递的方向的步骤。3.如权利要求2所述的方法，其中将单元的开关元件控制的步骤包括在将电力馈送(34)到关联的AC系统时将单元的开关元件控制(36)成使所述单元电容器上的电压(V。)下降到对应的电池模块组的电压(VBei)以下。4.如权利要求2所述的方法，其中将单元的开关元件控制的步骤包括将单元的开关元件控制(38)成将所述单元电容器上的电压(V。)提升到对应的电池模块组的电压(Vmi)W上以便从所述关联的AC系统接收电力。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中选择电池模块组的步骤依靠满足所述电力要求所需要的电力以及在所述转换器中使用的单元开关方案而进行。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中获得关于所述关联的AC系统的电力要求的数据的步骤包括检测(26) AC系统状况并且基于检测的AC系统状况确定(28)所述电力要求的步骤。7.一种电压源转换器(12)，其用于支持关联的AC系统并且包括:—若干单元(CA1，CA2, CA3, CA4, CA5, CA6, CBl, CB2, CB3, CB4, CB5, CB6, CCl, CC2, CC3,CC4，CC5，CC6)，每个单元包括与单元电容器(C)并联的一串开关元件(Tl，T2)， 一至少一些单元进一步包括电池模块组(BGl ;BG2)，其包括与所述单元电容器能并联连接的至少一个电池模块(BI，B2, B3, B4, B5, B6),以及 一控制器(20)，其配置成选择性地使若干单元的电池模块组与对应的单元电容器并联连接以便与所述关联的AC系统交换电力。8.如权利要求7所述的电压源转换器，其中每个电池模块组经由第一开关(SWl)连接到所述单元电容器的一端。9.如权利要求8所述的电压源转换器，其中每个电池模块组经由第二开关(SW2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：G德梅特里阿德斯，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：
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