功率变换器的制造方法_3

文档序号:9816629阅读:来源:国知局
可以根据电压暴露的等级来确定每个DC传输电缆16,22的绝缘需求。
[0058]在本发明的其它实施例(未示出)中,控制单元42在第一与第二DC端子12,18之间产生给定的正常操作电压差的同时,可以被配置为将第一和第二 DC端子12,18设置为在与上述设定的第一正常操作电压和第二正常操作电压不同的相应的第一正常操作电压和第二正常操作电压下操作,更具体地说,不一定对称地布置在地(即零伏特)的两侧。对此,在该实施例中的控制单元42可以不引导每个第二模块将其电压源增加至一个或更多个第一模块38的电压源。
[0059]当在故障模式46下操作时,控制单元42在第一DC端子12与第二 DC端子18之间产生低于正常操作电压差的修正操作电压差,同时保持第一DC端子12和第二DC端子18中的另一个的相应的对地电压电势。
[0060]更具体地说,在例如第二DC传输电缆22对地短路并且使第二 DC端子18接近O伏特的情况下,控制单元42被配置为将第一DC端子12与第二DC端子18之间的电压差降低至低于正常操作电压差(例如640kV)的修正操作电压差(例如320kV)。
[0061 ]控制单元42通过引导第一臂部34和第二臂部36中的每个的第二模块40中的一个,以将其电压源从由对应的臂部34,36中的第一模块38提供的电压差中减去,以便仅在第一DC端子12与第二 DC端子18之间产生320kV的电压差,来实现这样的减少。在本发明的其它实施例中,控制单元可以引导第一模块38和第二模块40的不同组合来使其彼此抵消,或者引导一个或更多个第一模块38和第二模块40来代替提供零电压源。
[0062]按照前述方式,控制单元42产生等效于利用安全系数2来使正常操作电压差减去的修正操作电压差。
[0063]在本发明的其它实施例中,安全系数可以小于2或大于2。
[0064]在本发明的其它实施例中,控制单元42还可以基于功率变换器10的一个或更多个故障前操作条件来产生修正操作电压差。
[0065]在示出的实施例中,产生320kV的修正操作电压差(S卩,640kV的正常操作电压差的一半)意味着当发生故障时,第一DC端子12的对地电压电势保持为320kV,如图3(a)的右手侧所示。因此,第一DC电力传输介质14(S卩,第一DC传输电缆16)继续被暴露于仅320kV的电压等级,即,与其在功率变换器10的正常操作期间经受的电压等级相同的电压等级。因此,不需要昂贵地增加第一 DC传输电缆16的绝缘需求。
[0066]控制单元42被配置为在第一DC传输电缆16故障的情况下以基本相同的方式操作,即,以将第二DC传输电缆22的电压暴露等级保持为与其在功率变换器10的正常操作期间所经历的相同。
[0067]相反地,在传统的电压源变换器中,其不包括控制单元,该控制单元被配置为在发生故障的情况下以本发明的方式来干涉,第一 DC端子12与第二 DC端子18之间的电压差被保持为与在变换器的正常操作期间相同的大小,即,保持为640kV。因此,在第二 DC传输电缆22中发生类似短路故障并且使第二DC端子18被再次接近O伏特的情况下,第一DC端子和与之可操作地连接的第一DC传输电缆16经受从320kV至全变换器电压(S卩,第一DC端子12与第二DC端子18之间的全电压差,例如+640kV)的非常快速的电压等级升高,如图3(b)的右手侧示意性所示。
[0068]这样的电压电势远高于第二DC传输电缆22以及任何与之连接的设备的绝缘额定值,因此在不进行一些形式的干涉(例如断开第一 DC端子和第二 DC端子(以及由此引起的不期望的中断电力传输))的情况下,将非常容易发生第二 DC传输电缆22的损坏。
[0069]回到图1中示出的实施例,控制单元42还被配置为监测第一和第二DC端子12,18中的至少一个的电压,以在监测到的第一 DC端子和第二 DC电子中的一个处的电压升高至预定阈值之上或降低至预定阈值之下时开始在其故障模式下的操作。
[0070]对此,如果在与之连接的DC电力传输介质14,20中发生故障,则在给定的DC端子12,18处的电压将降低,而当连接至另一个DC端子12,18的DC电力传输介质14,20中发生故障时,则该电压将上升。
[0071]按照前述方式,在另一个DC电力传输介质14,20中发生故障的情况下,本发明的控制单元能够自动地执行上述补救步骤,使其在故障模式下操作,以控制(具体地说限制)由健康的DC电力传输介质14,20所经受的电压等级。
[0072 ]根据本发明的第二实施例的电力传输网络总体由附图标记60表示。
[0073]电力传输网络包括如本文以上所描述的第一和第二功率变换器10,10’。每个功率变换器10,10’的第一DC端子12,12’通过第一DC电力传输介质14可操作地互连,以及每个功率变换器10,10’的第二DC端子18,18’通过第二DC电力传输介质20可操作地互连。
[0074]第一功率变换器10和第二功率变换器10’的控制单元42,42’被配置为在电力传输网络的正常操作期间在正常模式下彼此协作,并且当在可操作地连接至每个相应的功率变换器10,10,的第一DC端子12,12 ’和第二DC端子18,18,中的一个的DC电力传输介质14,20中的一个中发生故障时在故障模式下彼此协作。
[0075]对此,第一控制单元42和第二控制单元42’中的每个被配置为以与上述针对第一功率变换器1所描述的方式基本相同的方式操作。
[0076]在正常模式下,控制单元42,42’彼此协作以在每个相应的功率变换器10,10’的第一 DC端子12,12 ’与第二 DC端子18,18 ’之间产生相同的正常操作电压差,例如640kV,使每个相应的功率变换器10,10’的第一DC端子12,12’和第二DC端子18,18’具有相应的对地正电压电势(例如+320kV)或对地负电压电势(例如-320kV)。
[0077]同时,在故障模式下的控制单元42,42’彼此协作以在每个相应的功率变换器10,10’的第一DC端子12,12’与第二DC端子18,18’之间产生相同的修正操作电压差,例如320kV,同时保持每个相应的功率变换器10,10 ’的第一DC端子12,12 ’和第二DC端子18,18 ’中的另一个的相应的对地电压电势。修正操作电压差低于正常操作电压差,从而使得电力传输网络60在另一个DC电力传输介质14,20发生故障的情况下能够控制由一个DC电力传输介质14,20所经受的电压等级。
[0078]除了前述之外,在故障模式下的控制单元42,42’被配置为彼此进一步协作,以将一个功率变换器1,10 ’的第一 DC端子12,12 ’与第二 DC端子18,18’之间的电压差的变化率保持在另一个功率变换器10,10’的第一DC端子12,12’与第二DC端子18,18’之间的电压差的变化率的预定范围内。
[0079]根据本发明第三实施例的电力传输网络70在图5中示意性地示出。
[0080]第二电力传输网络70与第一电力传输网络60类似,并且类似的特征共用相同的附图标记。
[0081]第二电力传输网络70还包括三个额外的功率
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