用于激励链式变换器的方法，控制器，计算机程序以及计算机程序产品技术

本发明专利技术涉及一种在控制器50中用于激励包含一个或多个相臂L1、L2、L3的链式变换器30的方法60，每个相臂L1、L2、L3包含多个串联连接的变换器单元311、312、…、31n，每个变换器单元311、312、…、31n包含被布置为与DC电容器341、342、…、34n连接成H桥的四个阀。每个阀依次包含与二极管331、332、333、334并联的半导体开关321、322、323、324。所述方法60包含以下步骤：将每个变换器单元311、312、…、31n的所述DC电容器341、342、…、34n充电61到所述半导体开关是可控制的但是低于其标称电压的电压电平；诊断62所述变换器单元311、312、…、31n，以便检测其故障组件；以控制的方式旁路63故障组件；将所述DC电容器341、342、…、34n充电64到其标称电压。本发明专利技术还涉及控制器、计算机程序以及计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于激励链式变换器的方法以及控制器
本专利技术一般涉及电网设备领域，并且特别是涉及基于链式变换器的静态补偿器。
技术介绍
现今，基于链式拓扑的STATCOM(静态补偿器)变换器是新兴的技术。为电压源变换器(VSC)设备的三相链式变换器包含三个相臂，每个相臂包含多个串联连接的单元变换器。图1图示了此类包含电压源变换器2的三相链式变换器1。三个相臂表示为L1、L2、L3，并且连接成三角形布置，但是在其他设置中连接成y形布置。每个相臂包含多个串联连接的变换器单元，例如相臂L1包含变换器单元10、11、12、…、n。有时表示变换器链的每个变换器单元10、11、12、…、n包含与电容器部件13连接成H桥布置的四个阀。每个阀包含晶体管开关19，诸如具有与其并联连接的续流二极管20(还表示为反并联二极管)的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。链式变换器1，并且特别是其每个相臂，经由相电抗器15连接到电网14，在图示的情况下为三相网络。此外，每个相臂经由与开关16并联连接的启动电阻器17以及经由AC断路器18连接到电网14。一般来说，当激励和启动此类链式变换器，并且使用相臂L1作为示例时，使断路器18切换，以便提供从电网14通过启动电阻器17、相电抗器15以及通过链式变换器1的二极管的电流路径，从而对电容器13进行充电。当电容器电压已经到达预定电平时，通过闭合并联连接的开关16使启动电阻器17短路。然后，电容器电压将进一步增加，并且开关变成可控制的。此类链式变换器的启动涉及若干注意事项。例如，在WO2010/051854中解决了变换器启动的一个方面。在这个出版物中，公开了一种用于启动链式变换器的方法，其中电源连接到相臂中的至少一个变换器单元，从而例如通过减少施加在诸如二极管的组件上的压力改进了启动。在另一个方面中，在链式变换器的启动期间，电子开关中的一些可能是有缺陷的，它们例如可能是处于开路或短路。如果只通过借助于相电抗器15限制涌入电流来激励链式变换器1，则处于开路的故障的电子开关可能遭受到高于其耐压能力的电压电平，从而造成其它电子开关的损坏。鉴于上述，提供链式变换器的启动程序，以避免其它组件的相继故障是期望的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于激励链式变换器的方法，以解决上述问题。所述目的是根据本专利技术的第一方面，通过控制器中的用于激励包含一个或多个相臂的链式变换器的方法来实现。每个相臂包含若干串联连接的变换器单元，并且每个变换器单元包含被布置为与DC电容器连接成H桥的四个阀。每个阀依次包含与二极管并联的半导体开关。所述方法包含以下步骤：将每个变换器单元的所述DC电容器充电到所述半导体开关是可控制的但是低于其标称电压的电压电平；诊断所述变换器单元，以便检测其故障组件；以控制的方式旁路故障组件；以及将所述DC电容器充电到其标称电压。根据本专利技术，借助于启动电阻器限制电流，以及在低电压电平执行所述链式变换器单元的监视，以便防止损坏其组件。在一个实施例中，所述充电步骤包含：闭合布置在电网和所述链式变换器之间的AC断路器，以及通过布置在所述AC断路器和所述链式变换器之间启动电阻器对所述DC电容器进行充电。在一个实施例中，所述诊断步骤包含：在所述控制器中从连接到所述变换器单元的门极部件的变换器单元控制和保护部件接收数据，以及基于所述数据确定变换器单元是否包含故障组件。在以上实施例中，故障组件可通过监视健康组件的电压来识别。在一个实施例中，所述旁路故障组件的步骤包含以下子步骤：对被诊断为包含故障组件的变换器单元的DC电容器进行放电；通过提供通过变换器单元的健康组件的替代电流路径，或通过闭合与包含所述故障组件的所述变换器单元并联布置的开关，旁路包含故障组件的变换器单元。在一个实施例中，所述方法包含闭合与启动电阻器并联布置的启动电阻器开关的另外步骤，所述启动电阻器被布置在电网和所述链式变换器之间，从而所述DC电容器被充电到其标称电压。在一个实施例中，所述半导体开关是可控制的所述电压电平包含在其处它们刚刚变成可控制的电压电平。在不同的实施例中，所述相臂连接成三角形配置或y形配置。在一个实施例中，所述方法包含在旁路所述故障组件的步骤之前执行的对故障单元的所述DC电容器进行放电的另外步骤。所述目的是根据本专利技术的第二方面，通过用于激励包含一个或多个相臂的链式变换器的控制器来实现。每个相臂包含若干串联连接的变换器单元，并且每个变换器单元包含被布置为与DC电容器连接成H桥的四个阀。每个阀依次包含与二极管并联的半导体开关，所述控制器被布置为：使能将每个变换器单元的所述DC电容器充电到在其处所述半导体开关是可控制的但是低于其标称电压的电压电平；诊断所述变换器单元，以便检测其故障组件；使能以控制方式旁路故障组件；使能将所述DC电容器充电到其标称电压。所述目的是根据本专利技术的第三方面，通过用于激励这种链式变换器的计算机程序来实现。所述计算机程序包含计算机程序代码，当其在计算机上运行时，使得所述控制器执行以下步骤：使能将每个变换器单元的所述DC电容器充电到在其处所述半导体开关是可控制的但是低于其标称电压的电压电平；诊断所述变换器单元，以便检测其故障组件；使能以控制方式旁路故障组件；使能将所述DC电容器充电到其标称电压。所述目的是根据本专利技术的第四方面，通过包含如上述的计算机程序和在其上存储所述计算机程序的计算机可读装置来实现。根据阅读以下描述和附图，本专利技术的进一步特征和优点将变得清楚。附图说明图1图示现有技术的三相链式变换器。图2图示可实现本专利技术的方面的三角形连接的三相链式变换器。图3图示本专利技术的一个实施例中的方法的步骤上的流程图。图4图示可实现本专利技术的方面的y形连接的三相链式变换器。图5图示用于控制链式变换器的控制器。具体实施方式在以下描述中，出于解释的目的而非限制，阐述了诸如特定架构、接口、技术等的具体细节，以便提供对本专利技术的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以以不背离这些具体细节的其它实施例来实践是明显的。在其它示例中，省略了众所周知的设备、电路和方法的详细描述，以便不用不必要的细节使本专利技术的描述不清楚。在整个说明书中，相同的附图标记指相同的元件。图2图示可实现本专利技术的方面的三角形连接的三相链式变换器。三相链式变换器30具有参照图1所描述的类型。特别地，链式变换器30包含具有连接成三角形布置的三个相臂L1、L2、L3的电压源变换器。每个相臂包含若干串联连接的变换器单元。以相臂L1作为示例，它包含变换器单元311、312、…、31n，每个变换器单元包含被布置为与电容器部件34连接成H桥的四个阀。每个阀依次包含具有与其并联连接的续流二极管33的晶体管开关32，诸如先前提及的IGBT。在以下中，当描述本专利技术的方面时使用IGBT，但是也可使用其他半导体设备，例如门极可关断晶体管(GTO)或集成门极换流二极管(IGCT)。相臂L1经由相电抗器35连接到电网39，例如三相电网。此外，相臂L1经由与启动电阻器开关37并联连接的启动电阻器36以及经由AC断路器38连接到电网39。其他相臂L2、L3以对应的方式进行布置。控制器50被布置为控制链式变换器1，例如控制变换器单元的IGBT的切换。每个变换器单元的每个IGBT连接到门极部件。例如，相臂L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】1.一种用于激励包含一个或多个相臂(L1、L2、L3)的链式变换器(30)的方法(60)，每个相臂(L1、L2、L3)包含多个串联连接的变换器单元(311、312、…、31n)，每个变换器单元(311、312、…、31n)包含被布置为与DC电容器(341、342、…、34n)连接成H桥的四个阀，以及每个阀依次包含与二极管(331、332、333、334)并联的半导体开关(321、322、323、324)，所述方法(60)包含以下按顺序列出的步骤：-将每个变换器单元(311、312、…、31n)的所述DC电容器(341、342、…、34n)充电(61)到所述半导体开关是可控制的但是低于所述DC电容器(341、342、…、34n)的标称电压的电压电平，-诊断(62)所述变换器单元(311、312、…、31n)，以便检测其故障组件，-对故障单元的所述DC电容器进行放电，-以控制的方式旁路(63)故障组件，-将所述DC电容器(341、342、…、34n)充电(64)到其标称电压。2.根据权利要求1所述的方法(60)，其中所述充电(61)步骤包含：闭合布置在电网(39)和所述链式变换器(30)之间的AC断路器(38)，以及通过布置在所述AC断路器(38)和所述链式变换器(30)之间的启动电阻器(36)对所述DC电容器(341、342、…、34n)进行充电。3.根据权利要求1所述的方法(60)，其中所述诊断(62)步骤包含：在所述控制器(50)中从连接到所述变换器单元(311、312、…、31n)的门极部件(41、42、43、44)的变换器单元控制和保护部件(45)接收数据，以及基于所述数据确定变换器单元(311、312、…、31n)是否包含故障组件。4.根据权利要求3所述的方法(60)，其中通过监测健康组件的电压来识别故障组件。5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的方法(60)，其中所述旁路(63)故障组件步骤包含：-由提供通过变换器单元(311、312、…、31n)的健康组件的可替换电流路径，旁路包含所述故障组件的所述变换器单元(311、312、…、31n)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(60)，其中所述旁路(63)故障组件的步骤包含：-通过闭合与包含所述故障组件的所述变换器单元(311、312、…、31n)并联布置的开关旁路包含所述故障组件的变换器单元(311、312、…、31n)。7.根据权利要求1至4中的任何一项所述的方法(60)，包含闭合与启动电阻器(36)并联布置的启动电阻器开关(37)的另一步骤，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP·哈斯勒，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：