用于功率转换器的轮换开关策略的制作方法

本主题大体上涉及功率系统，并且更特别地涉及用于轮换开关策略的系统和方法，该轮换开关策略用以降低具有高频变压器的功率转换器模块化级联h桥中的总体电损耗且还平衡功率损耗。

背景技术：

发电系统可使用功率转换器来使功率转换成适合于电网的功率形式。在典型的功率转换器中，多个开关装置(诸如，绝缘栅双极型晶体管(“igbt”)或金属氧化物半导体场效应晶体管(“mosfet”))可用于电子电路(诸如，半桥或全桥式电路)中以转换功率。开关装置技术上的最新发展已允许在功率转换器中使用碳化硅(“sic”)mosfet。与常规的igbt相比，使用sicmosfet允许在高得多的开关频率下操作功率转换器。

技术实现要素：

本公开的实施例的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而认识到，或可通过实践实施例而认识到。

本公开的一个示例性方面涉及一种用于操作dc-ac转换器的控制方法。dc-ac转换器可包括多个逆变器组块(block)。各个逆变器组块可包括一个或多个碳化硅mosfet。控制方法可包括针对各个逆变器组块来标识用于逆变器组块的操作的多个开关型式中的一个。各个开关型式可包括多个开关命令。控制方法可包括基于针对逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。控制方法可包括使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。

本公开的另一示例性方面涉及一种功率转换系统。功率转换系统可包括dc-ac转换器，dc-ac转换器包括多个逆变器组块。各个逆变器组块可包括一个或多个碳化硅mosfet。功率转换系统还可包括配置成控制dc-ac转换器的操作的控制系统。控制系统可配置成标识用于各个逆变器组块的操作的多个开关型式中的一个。各个开关型式可包括多个开关命令。控制系统可进一步配置成基于针对逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。控制系统可进一步配置成使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。

本公开的另一示例性方面涉及一种风力发电系统。风力发电系统可包括配置成产生ac功率的风力发电机和耦合到风力发电机的ac-dc转换器。ac-dc转换器可配置成使来自风力发电机的ac功率转换成dc功率。风力发电系统还可包括耦合到ac-dc转换器的dc链路。dc链路可配置成从ac-dc转换器接收dc功率。风力发电系统还可包括耦合到dc链路的dc-ac转换器。dc-ac转换器可配置成从dc链路接收dc功率。dc-ac转换器可包括多个逆变器组块。各个逆变器组块可包括一个或多个碳化硅mosfet。风力发电系统还可包括配置成控制dc-ac转换器的操作的控制系统。控制系统可配置成标识用于各个逆变器组块的操作的多个开关型式中的一个。各个开关型式可包括多个开关命令。控制系统可进一步配置成基于针对逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。控制系统可进一步配置成使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。

可对本公开的这些示例性方面作出变型和修改。

参考以下描述和所附权利要求书，多种实施例的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其部分的附图示出了本公开的实施例，并与描述一起用于阐释相关的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了实施例的针对本领域普通技术人员的详细讨论，在附图中：

图1描绘了示例性风力发电系统；

图2描绘了根据本公开的示例性方面的用于在功率转换器中使用的示例性元件；

图3描绘了根据本公开的示例性方面的功率转换器；

图4描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略；

图5描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略；

图6描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略；

图7描绘了根据本公开的示例性方面的示例性方法；以及

图8描绘了根据本公开的示例性方面的适合于在控制装置中使用的元件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。各个示例作为本发明的阐释而非本发明的限制来提供。实际上，对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出多种修改和变型。例如，示出或描述为一个实施例的部分的特征可与另一实施例一起用于产生另外的其它实施例。因此，意图的是，本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。

本公开的示例性方面涉及用于利用sicmosfet的功率转换器的轮换开关策略的系统和方法。例如，发电系统(诸如，将双馈感应发电机(“dfig”)用作发电单元的系统)可使用一个或多个功率转换器，以使功率从低压多相交流功率转换成中压多相交流功率。如本文中使用的那样，“lv”电压可为小于大约1.5千伏特的功率。如本文中使用的那样，“mv”电压可为大于大约1.5千伏特且小于大约100千伏特的功率。如本文中使用的那样，用语“大约”可表示在所陈述的值的20%内。

在实施例中，功率转换器可为配置成转换从发电机输出的多相功率的多相(例如，三相)功率转换器。功率转换器可包括例如配置成使从发电机(诸如，dfig)输出的ac功率转换成dc功率且将dc功率提供给dc链路的第一功率转换器。第二功率转换器可配置成使来自dc链路的dc功率转换成适合于在电网上使用的ac功率。例如，第二功率转换器可为dc-dc-ac功率转换器，且可利用sicmosfet来作为功率半导体，由此允许有非常高的开关频率。

第二功率转换器可包括例如多个逆变器组块。各个逆变器组块可包括配置成转换功率的多个桥式电路，并且各个桥式电路可包括作为开关装置的一个或多个sicmosfet。例如，各个逆变器组块可为dc-dc-ac逆变器组块，并且多个逆变器组块可在lv侧上并联耦合并在mv侧上串联耦合。各个dc-dc-ac逆变器组块可包括配置成使来自dc链路的lvdc功率转换成高频lvac电压的第一dc-ac转换实体、配置成提供隔离的隔离变压器、配置成使lvac功率转换成lvdc功率的第二ac-dc转换实体，以及配置成使lvdc功率转换成适合于在电网上使用的lvac功率的第三dc-ac转换实体。多个逆变器组块可串联连接，以构建适合于在mvac电网上使用的mvac电压。

在流行的调制策略中，逆变器组块可以以级联h桥拓扑结构来配置，其中使用开关型式来控制各个逆变器组块以操作逆变器组块中的开关装置。例如，在级联h桥拓扑结构中，可预先确定针对各个逆变器组块的开关角，以便获得功率转换器的输出的预期波形。当开启和关闭各个逆变器组块时，逆变器组块可促成由功率转换器提供的输出波形。然而，在这样的级联h桥拓扑结构中，由单独的逆变器组块处理的功率可能不相等。

例如，可使用在其中第一逆变器组块是将开启的第一个逆变器组块的开关型式来控制功率转换器中的第一逆变器组块。相反地，可使用在其中第二逆变器组块是将开启的最后一个逆变器组块的开关型式来控制功率转换器中的第二逆变器组块。在这样的配置中，第一逆变器组块可处理比第二逆变器组块更多的功率。结果，在整个单独的逆变器组块上的损耗以及功率转换器中的逆变器组块的温度可能是不平衡的。此外，处理比功率转换器中的其它逆变器组块更多的功率的单独的逆变器组块的热约束因此可为对功率转换器的限制性约束。另外，由于逆变器组块中的损耗可能是由于逆变器组块中的元件的电阻性变热，故处理比其它逆变器组块更多的功率的逆变器组块上的热负荷可能高于其它逆变器组块上的热负荷。在这样的配置中，用于功率转换器的冷却系统可能必须考虑到在整个单独的逆变器组块上的不平衡的热负荷，或被设计成基于处理最多功率的逆变器组块的热负荷来向所有逆变器组块提供足够的冷却。

本公开的示例性方面涉及使开关型式在功率转换器中的逆变器组块之中轮换以更均匀地平衡功率转换器中的功率转换的系统和方法。例如，根据本公开的示例性方面的系统和方法可允许多个开关型式在功率转换器中的多个逆变器组块之中轮换。例如，控制装置可标识用于控制各个逆变器组块的操作的多个开关型式中的一个。各个开关型式可包括用以操作逆变器组块中的一个或多个开关装置的多个开关命令。开关装置可为例如sicmosfet。控制装置可进一步基于针对各个逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。例如，控制装置可将一个或多个开关命令提供给各个逆变器组块，使得根据已针对逆变器组块来标识的开关型式来开关逆变器组块。此外，控制装置可使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。

例如，功率转换器可包括六个逆变器组块，第一逆变器组块、第二逆变器组块、第三逆变器组块、第四逆变器组块、第五逆变器组块和第六逆变器组块。此外，控制装置可标识六个开关型式以控制功率转换器的六个逆变器组块的开关。可基于针对逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。例如，可根据第一开关型式来控制第一逆变器组块，可根据第二开关型式来控制第二逆变器组块，等等。根据本公开的示例性方面，开关型式可在多个逆变器组块之中轮换。

例如，在实施例中，可诸如通过使第一开关型式轮换到第二逆变器组块、使第二开关型式轮换到第三逆变器组块、使第三开关型式轮换到第四逆变器组块等等来使开关型式在所有逆变器组块之中轮换。在各个轮换间隔内，针对逆变器组块的开关型式可轮换到下一个连续的逆变器组块。在另一实施例中，两个开关型式可在功率转换器中的两个逆变器组块之间轮换。例如，第一开关型式可从第一逆变器组块轮换到第六逆变器组块，而第六开关型式可从第六逆变器组块轮换到第一逆变器组块。类似地，第二逆变器组块和第五逆变器组块以及第三逆变器组块和第四逆变器组块可使其开关型式轮换。在下一个连续的轮换间隔内，逆变器组块可使开关型式轮换回来。例如，第一开关型式可从第六逆变器组块轮换回到第一逆变器组块，并且第六开关型式可从第一逆变器组块轮换回到第六逆变器组块。可类似地使用其它轮换开关型式配置。

在实施例中，针对多个逆变器组块中的至少一个逆变器组块的开关型式可为用以调节来自dc-ac转换器的线路电流的脉冲宽度调制(“pwm”)开关型式。此外，针对未处于pwm开关型式下的所有其它逆变器组块的开关型式可为包括用以通过逆变器组块来输出零电压或者全正或全负电压的开关命令的开关型式。因此，一个或多个逆变器组块可调节线路电流，而功率转换器中的所有其它逆变器组块可开启和关闭以促成功率转换器的总体电压。

在实施例中，开关型式可每半个周期在多个逆变器组块之中轮换一次。例如，两个逆变器组块之间的开关型式可每半个周期在两个逆变器组块之间交换一次，或者开关型式可以以每半个周期在所有逆变器组块之间连续地轮换。

在实施例中，控制装置可接收指示多个逆变器组块中的一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号。例如，一个或多个温度传感器可配置成测量各个逆变器组块的温度。温度传感器可将温度测量值提供给控制装置，控制装置然后可至少部分地基于指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号来使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。例如，如果特定的逆变器组块在比功率转换器中的所有其它逆变器组块更高的温度下操作，则控制装置可使开关型式在多个逆变器组块之中轮换，使得在更高温度下操作的逆变器组块可由开关型式控制以降低逆变器组块的温度(诸如，通过利用处理比多个开关型式中的其它开关型式更少的功率的开关型式来控制逆变器模块)。

在实施例中，开关型式可在多个逆变器形成的组块之中轮换，使得由各个逆变器组块处理的平均功率大致相等。如本文中使用的那样，用语“大致”表示在所陈述的值的正或负的百分之十内。例如，多个开关型式可在多个逆变器组块之中轮换，使得使用多个开关型式中的各个开关型式来控制各个逆变器组块达大致相同的时间量。在这样的配置中，各个逆变器组块将处理与功率转换器中的所有其它逆变器组块大致相同的功率量。

以此方式，根据本公开的示例性方面的系统和方法可具有允许平衡功率转换器中的整个逆变器组块上的功率损耗的技术效果。此外，这可使所处理的平均功率和热负荷在逆变器组块之中标准化。另外，这可有助于确保功率转换器不受来自功率转换器中的单个逆变器组块的热约束的限制，这可在满足逆变器组块的热约束的同时允许所有逆变器组块在提高的额定功率下操作。此外，这可减少满足针对功率转换器的特定额定功率所需的逆变器组块的数量，这可通过减少系统中的构件的数量来提高功率转换器的可靠性。

现在参考附图，将更详细地讨论本公开的示例性方面。图1描绘了根据本公开的示例性方面的风力发电系统100，其包括dfig120。出于说明和讨论的目的，将参考图1的示例性风力发电系统100来讨论本公开。使用本文中提供的公开的本领域普通技术人员应当理解，本公开的方面也可适用于其它系统(诸如，全功率转换式风力涡轮系统、太阳能功率系统、能量存储系统和其它功率系统)中。

在示例性风力发电系统100中，转子106包括多个转子叶片108，这些转子叶片108联接到旋转毂110并且一起限定螺旋桨。螺旋桨联接到任选的齿轮箱118，齿轮箱118继而联接到发电机120。根据本公开的方面，发电机120是双馈感应发电机(dfig)120。

dfig120典型地耦合到定子总线154，并且经由转子总线156来耦合到功率转换器162。定子总线提供来自dfig120的定子的输出多相功率(例如，三相功率)，并且转子总线156提供dfig120的输出多相功率(例如，三相功率)。功率转换器162可为配置成将输出功率提供给电网184和/或从电网184接收功率的双向功率转换器。如显示的那样，dfig120经由转子总线156来耦合到转子侧转换器166。转子侧转换器166耦合到线路侧转换器168，线路侧转换器168继而耦合到线路侧总线188。辅助功率馈送装置(未描绘)可耦合到线路侧总线188，以为在风力发电系统100中使用的构件(诸如，风扇、泵、电动机和其它构件)提供功率。

在示例性配置中，转子侧转换器166和/或线路侧转换器168配置成用于将sicmosfet和/或igbt用作开关装置的三相脉冲宽度调制(pwm)布置中的正常操作模式。与常规的igbt相比，sicmosfet可在非常高的频率下开关。例如，sicmosfet可在从大致0.01hz至10mhz的频率下开关，其中典型的开关频率为1khz至400khz，而igbt可在从大致0.01hz至200khz的频率下开关，其中典型的开关频率为1khz至20khz。另外，当在一些电压范围中操作时，sicmosfet可提供相对于普通mosfet的优点。例如，在在lv侧上在1200v-1700v下操作的功率转换器中，sicmosfet具有比普通mosfet更低的开关损耗。

在一些实施方式中，如将关于图2和图3而更详细地讨论的那样，转子侧转换器166和/或线路侧转换器168可包括多个转换模块，其各自与发电机的多相功率输出的相相关联。转子侧转换器166和线路侧转换器168可经由dc链路126来耦合，dc链路电容器138可跨过dc链路126。

功率转换器162可耦合到控制装置174，以控制转子侧转换器166和线路侧转换器168的操作。应当指明的是，在典型的实施例中，控制装置174配置为功率转换器162与控制系统176之间的接口。

在操作中，在dfig120处通过使转子106旋转而产生的功率经由双路径来提供给电网184。双路径由定子总线154和转子总线156限定。在定子总线154侧上，将正弦多相(例如，三相)提供给功率输送点(例如，电网184)。特别地，经由定子总线154来提供的ac功率可为中压(“mv”)ac功率。在转子总线侧156上，将正弦多相(例如，三相)ac功率提供给功率转换器162。特别地，经由转子总线156来提供给功率转换器162的ac功率可为低压(“lv”)ac功率。转子侧功率转换器166使从转子总线156提供的lvac功率转换成dc功率，并且将dc功率提供给dc链路126。在转子侧功率转换器166的并联桥式电路中使用的开关装置(例如，sicmosfet和/或igbt)可被调制，以使从转子总线156提供的ac功率转换成适合于dc链路126的dc功率。这样的dc功率可为lvdc功率。

在风力发电系统100中，功率转换器162可配置成使lvac功率转换成mvac功率。例如，线路侧转换器168可使dc链路126上的lvdc功率转换成适合于电网184的mvac功率。特别地，在线路侧功率转换器168的桥式电路中使用的sicmosfet可被调制，以使dc链路126上的dc功率转换成线路侧总线188上的ac功率。sicmosfet可在比常规的igbt更高的开关频率下操作。另外，耦合到桥式电路中的一个或多个的一个或多个隔离变压器可配置成使来自dc链路的电压如需要的那样升高或降低。另外，多个逆变器组块可在mv侧上串联连接以共同使dc链路126上的功率的电压升高至mvac功率。来自功率转换器162的mvac功率可与来自dfig120的定子的mv功率组合，以提供具有基本上维持于电网184的频率(例如，50hz/60hz)下的频率的多相功率(例如，三相功率)。以此方式，mv线路侧总线188可耦合到mv定子总线154以提供这样的多相功率。

多种电路断路器和开关(诸如，断路器182、定子同步开关158等)可被包括在风力发电系统100中，以用于在连接到电网184和从电网184断开的期间如对于dfig120的正常操作而言必要的那样使多种构件隔离。以此方式，这样的构件可配置成例如当电流过大并且可损坏风力发电系统100的构件时或出于其它操作考虑而使对应的总线连接或断开。额外的保护构件也可被包括在风力发电系统100中。例如，如图1中描绘的那样，可包括多相撬棒(crowbar)电路190，以防止损坏风力发电系统100的电路的过电压状况。

功率转换器162可经由控制装置174来从例如控制系统176接收控制信号。控制信号可尤其基于风力发电系统100的感测到的状况或操作特性。典型地，控制信号提供对功率转换器162的操作的控制。例如，呈dfig120的感测到的速度的形式的反馈可用于控制来自转子总线156的输出功率的转换，以维持适当并且平衡的多相(例如，三相)功率供应。来自其它传感器的其它反馈(包括例如定子和转子总线电压和电流反馈)也可由控制装置174用于控制功率转换器162。可使用多种形式的反馈信息来产生开关控制信号(例如，针对开关装置的栅极定时命令)、定子同步控制信号以及电路断路器信号。

现在参考图2，描绘了dc-dc-ac转换器中的构件的拓扑结构。图2描绘了示例性dc-dc-ac逆变器组块206，如图3中描绘的那样，dc-dc-ac逆变器组块206可被包括在线路侧转换器168的转换模块200中。各个逆变器组块206可包括多个转换实体。例如，逆变器组块206可包括第一转换实体212、第二转换实体214和第三转换实体216。各个转换实体212-216可包括并联耦合的多个桥式电路。例如，转换实体216包括桥式电路218和桥式电路220。如指示的那样，各个桥式电路可包括串联耦合的多个开关装置。例如，桥式电路220包括上部开关装置222和下部开关装置224。开关装置可为sicmosfet，其可在比常规的igbt更高的开关频率下操作。开关装置也可为常规的igbt和/或mosfet。如显示的那样，逆变器组块206进一步包括隔离变压器226。隔离变压器226可耦合到转换实体212和转换实体214。如显示的那样，逆变器组块206可进一步包括电容器228和230。例如，电容器230可跨过第二转换实体214与第三转换实体216之间的dc链路而连接。

第一转换实体212、隔离变压器226和第二转换实体214可一起限定内部转换器240。可操作内部转换器240以使来自dc链路126的lvdc功率转换成lvdc功率。在实施例中，内部转换器240可为高频谐振转换器。在谐振转换器配置中，谐振电容器232可被包括在内部转换器240中。在多种实施例中，谐振电容器232可被包括在隔离变压器226的dc链路侧上(如图2中描绘的那样)、在隔离变压器226的电网侧上(未描绘)，或在隔离变压器226的dc链路侧和电网侧二者上(未描绘)。在另一实施例中，通过移除谐振电容器232，内部转换器240可为硬开关型转换器。第三转换实体216也可被称为外部转换器216。外部转换器216可使来自内部转换器的lvdc功率转换成适合于在电网184上使用的lvac功率。在典型的应用中，外部转换器216可为硬开关型转换器，并因此不包括谐振电容器。

图3描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性线路侧转换器168。如显示的那样，线路侧转换器168包括转换模块200、转换模块202和转换模块204。转换模块200-204可配置成从转子侧转换器166接收lvdc功率并且使lvdc功率转换成mvac功率以用于馈送到电网184。各个转换模块200-204与三相输出ac功率的单相相关联。特别地，转换模块200与三相输出功率的a相输出相关联，转换模块202与三相输出功率的b相输出相关联，并且转换模块204与三相输出功率的c相输出相关联。

各个转换模块200-204包括多个逆变器组块206-210。例如，如显示的那样，转换模块200包括逆变器组块206、逆变器组块208和逆变器组块210。在实施例中，各个转换模块200-204可包括任何数量的逆变器组块206-210。线路侧转换器168可为双向功率转换器。线路侧转换器168可配置成使lvdc功率转换成mvac功率以及反过来。例如，当将功率提供给电网184时，线路侧转换器168可配置成在线路侧转换器168的lv侧上从dc链路126接收lvdc功率并且在线路侧转换器168的mv侧上输出mvac功率。逆变器组块206-210可在lv侧上并联耦合在一起，并且可在mv侧上串联耦合在一起。

在一个特定的示例性实施方式中，当将功率提供给电网184时，转换实体212可配置成使dc链路126上的lvdc转换成lvac功率。隔离变压器226可配置成提供隔离。转换实体214可配置成使lvac功率转换成lvdc功率。转换实体216可配置成使lvdc功率转换成适合于提供给电网184的lvac功率。多个逆变器组块可串联连接以构建适合于在mvac电网上使用的mvac电压。

逆变器组块206-210可配置成促成由转换模块200提供的总体mvac功率。以此方式，任何适合的数量的逆变器组块都可被包括在转换模块200-204内。如指示的那样，各个转换模块200-204与输出功率的单相相关联。以此方式，可使用适合的栅极定时命令(例如，其由一个或多个适合的驱动器电路提供)来控制转换模块200-204的开关装置，以产生将提供给电网的输出功率的适当的相。例如，控制装置174可将适合的栅极定时命令提供给桥式电路的开关装置的栅极。栅极定时命令可控制sicmosfet和/或igbt的脉冲宽度调制，以提供期望的输出。

将认识到，尽管图3仅描绘了线路侧转换器168，但图2中描绘的转子侧转换器166可包括相同或类似的拓扑结构。特别地，转子侧转换器166可包括如参考线路侧转换器168而描述的具有一个或多个转换实体的多个转换模块。此外，将认识到，线路侧转换器168和转子侧转换器166可包括sicmosfet、igbt开关装置和/或其它适合的开关装置。在其中使用sicmosfet来实施转子侧转换器166的实施方式中，转子侧转换器166可耦合到撬棒电路(例如，多相撬棒电路190)，以在某些故障状况期间保护sicmosfet免受高转子电流的影响。

现在参考图4，描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略。图4描绘了已针对功率转换器中的多个逆变器组块而标识的多个开关型式。例如，功率转换器(诸如，线路侧转换器168)可包括多个逆变器组块，诸如图2和图3中描绘的逆变器组块206-210。如描绘的那样，功率转换器可包括六个逆变器组块，其中各个逆变器组块接收所标识的开关型式402。在实施例中，功率转换器可包括两个或更多个逆变器组块。例如，如描绘的那样，第一逆变器组块206a可具有第一所标识的开关型式402a，第二逆变器组块206b具有第二所标识的开关型式402b，第三逆变器组块206c可具有第三所标识的开关型式402c，第四逆变器组块206d可具有第四所标识的开关型式402d，第五逆变器组块206e可具有第五所标识的开关型式402e，并且第六逆变器组块206f可具有第六所标识的开关型式402f。以此方式，多个逆变器组块可各自具有来自多个开关型式的所标识的开关型式。

各个所标识的开关型式402可包括多个选通命令。例如，针对第一逆变器组块的所标识的开关型式402a可包括针对第一逆变器组块的内部转换器240的内部转换器开启/关闭命令404a。内部转换器开启/关闭命令404a可用于控制内部转换器240中的开关装置(诸如，sicmosfet)的操作，使得功率流过内部转换器240。例如，“1”命令可为用以使功率流过内部转换器(即，开启内部转换器)的命令，并且“0”命令可为用以阻止功率流通过内部转换器(即，关闭内部转换器)的命令。各个所标识的开关型式402a-f可分别包括相关联的内部转换器开启/关闭命令404a-f。

此外，各个所标识的开关型式402a-f可包括针对外部转换器(诸如，外部转换器216)的外部转换器占空比命令406。例如，针对第一逆变器组块206a的第一所标识的开关型式402a可包括用以控制外部转换器216的输出电压的第一外部转换器占空比命令406a。例如，当外部转换器占空比命令406a大于0时，第一逆变器组块206a的外部转换器216可提供正的端电压。如果外部转换器占空比命令406a小于零，则外部转换器216可提供负的端电压。第一逆变器组块206a的外部转换器216的端电压可等于外部转换器216的占空比乘以来自第一逆变器组块206a中的内部转换器240的输出的dc链路电压(“vdc”)。因此，当外部转换器占空比命令406a为+1时，针对第一逆变器组块的端电压可为+vdc，并且当外转换器占空比命令406a为-1时，针对第一逆变器组块的端电压可为-vdc。类似地，外部转换器占空比命令406b-f可用于控制来自第二至第六逆变器组块206b-f中的各个外部转换器216的外部转换器端电压。因此，内部转换器开启/关闭命令404和外部转换器占空比命令406中的各个可包括开关型式402中的多个选通命令。

在实施例中，针对至少一个逆变器组块206的所标识的开关型式402可处于用以调节来自dc-ac转换器的线路电流的pwm开关型式下。此外，针对未被提供pwm开关型式的所有其它逆变器组块206的所标识的开关型式402可为包括用以通过逆变器组块206来输出零电压或者全正或全负电压的开关命令的开关型式。例如，如图4中描绘的那样，在任何时间点，仅为一个逆变器组块206提供pwm开关型式。例如，在提供给第二逆变器组块206b的所标识的开关型式402b中，当外部占空比命令406b为不包括全电压(正或负)或零占空比命令的占空比时，外部转换器占空比命令406b处于pwm型式下。如显示的那样，在外部转换器占空比命令406b非零的时间段(被标识为时间段“pwmb”)期间，所有其它外部转换器占空比命令406a和406c-f都包括全电压(正或负)或零电压占空比命令。因此，在任何时间点，至少一个逆变器组块206可正在调节来自dc-ac转换器的线路电流。

现在参考图5，描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略。图5描绘了已针对功率转换器中的多个逆变器组块而标识的多个开关型式。利用相同的参考数字来指代与图4中的元素相同或类似的元素。

如图5中显示的那样，各个所标识的开关型式402a-f可用于控制相关联的逆变器组块。然而，如图5中显示的那样，诸如内部转换器开启/关闭命令404和外部转换器占空比命令406的开关命令已在多个逆变器组块206之中轮换。例如，如由箭头“a”指明的那样，第一内部转换器开启/关闭命令404a和第一外部转换器占空比命令406a已从第一逆变器组块206a轮换到第二逆变器组块206b。类似地，如由箭头b-f指示的那样，所标识的开关型式402b-f已分别轮换到逆变器组块206c-f和206a。所标识的开关型式402可以以指定的轮换间隔(诸如，每半个周期)在多个逆变器组块之中轮换。此外，在各个连续的轮换间隔内(诸如，在每半个周期内)，所标识的开关型式402可轮换到另一连续的逆变器组块。例如，在连续的半个周期内，第一所标识的开关型式402a可从第一逆变器组块206a到第二逆变器组块206b、到第三逆变器组块206c、到第四逆变器组块206d、到第五逆变器组块206e、到第六逆变器组块206f并回到第一逆变器组块206a而轮换。类似地，第二-第六所标识的开关型式402b-f可通过逆变器组块206a-f而轮换。以此方式，所标识的开关型式可在多个逆变器组块之中轮换。

现在参考图6，描绘了根据本公开的示例性方面的示例性开关策略。图6描绘了已针对功率转换器中的多个逆变器组块而标识的多个开关型式。利用相同的参考数字来指代与图4和图5中的元素相同或类似的元素。

如图6中显示的那样，各个所标识的开关型式402a-f可用于控制相关联的逆变器组块。然而，如图5中显示的那样，诸如开启/关闭命令404和外部转换器占空比命令406的开关命令已在多个逆变器组块206a-f之中轮换，使得针对逆变器组块206a和206f、逆变器组块206b和206e以及逆变器组块206c和206d的所标识的开关型式已交换。例如，如由箭头“a”指示的那样，第一内部转换器开启/关闭命令404a和第一外部转换器占空比命令406a已从第一逆变器组块206a轮换到第六逆变器组块206f，而如由箭头“f”指示的那样，第六内部转换器开启/关闭命令406f和第六外部转换器占空比命令406f已从第六逆变器组块206f轮换到第一逆变器组块206a。类似地，如由箭头b和e指示的那样，所标识的开关型式402b和402e已在第二逆变器组块206b与第五逆变器组块206e之中轮换，并且如由箭头c和d指示的那样，所标识的开关型式402c和402d已在第三逆变器组块206c与第四逆变器组块206d之中轮换。所标识的开关型式402可以以指定的轮换间隔(诸如，每半个周期)在多个逆变器组块之中轮换。此外，在各个连续的轮换间隔内(诸如，在每半个周期内)，所标识的开关型式402可轮换回到先前的逆变器组块。例如，在连续的半个周期内，第一所标识的开关型式402a可从第一逆变器组块206a到第六逆变器组块206f并回到第一逆变器组块206a而轮换。由此，各个所标识的开关型式402可在两个或更多个所标识的逆变器组块之间轮换，例如，如图6中描绘的那样，各个所标识的开关型式402可以以规则的轮换间隔在两个逆变器组块206之间轮换。以此方式，所标识的开关型式可在多个逆变器组块之中轮换。

大体上参考图4-6，所标识的开关型式402可基于一个或多个参数而在多个逆变器组块之中轮换。例如，在实施例中，开关型式可在多个逆变器组块之中轮换，使得由各个逆变器组块处理的平均功率大致相等。例如，平均而言，各个逆变器组块可由多个开关型式中的各个开关型式控制达大致相等的时间段(诸如，如果各个开关型式通过功率转换器中的各个逆变器组块而轮换)。然而，可类似地使用其它轮换策略，诸如通过使多个开关型式的两个子集在逆变器组块的两个子集之中轮换(其中开关型式的子集处理大致相等的功率)或其它轮换开关策略。以此方式，所标识的开关型式可在多个逆变器组块之中轮换，使得由各个逆变器组块处理的平均功率大致相等。

在实施例中，一个或多个温度传感器可配置成测量与一个或多个逆变器组块相关联的温度。例如，多个传感器可配置成感测与功率转换器中的各个逆变器组块相关联的温度，并且可配置成将指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号提供给控制装置。如果单独的逆变器组块具有高于其它组块的温度的温度或如果温度高于阈值温度，则开关型式可至少部分地基于温度测量值而在多个逆变器组块之中轮换(诸如，例如通过使在其中处理相对较低的功率的开关型式轮换到具有较高温度的单独的逆变器组块)。类似地，具有较低温度的逆变器组块可由在其中处理相对较多的功率的开关型式控制。以此方式，开关型式可至少部分地基于指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号而在多个逆变器组块之中轮换。

现在参考图7，描绘了根据本公开的示例性方面的用于操作dc-ac转换器的示例性控制方法(600)。dc-ac转换器可包括多个逆变器组块。各个逆变器组块可包括一个或多个sicmosfet。例如，各个逆变器组块可为dc-dc-ac逆变器组块，其可包括第一转换实体、第二转换实体、第三转换实体和隔离变压器。各个转换实体可包括多个桥式电路，其可包括一个或多个sicmosfet。dc-ac转换器可为例如风力发电系统100中的线路侧转换器168。

在(602)处，针对各个逆变器组块，方法(600)可包括标识用于逆变器组块的操作的多个开关型式中的一个。各个开关型式可包括多个开关命令。例如，各个开关型式可包括内部转换器开启/关闭命令404和/或外部转换器占空比命令406。各个逆变器组块(诸如，逆变器组块206)可具有分配给逆变器组块的所标识的开关型式(诸如，所标识的开关型式402)。

在(604)处，方法(600)可包括基于针对逆变器组块的所标识的开关型式来控制各个逆变器组块。例如，控制装置174或控制系统176可配置成基于所标识的开关型式来控制一个或多个开关装置(诸如，一个或多个sicmosfet)，以允许功率流过逆变器组块。此外，可控制多个逆变器组块以产生期望的输出波形(诸如，如本文中描述的那样，通过使用针对逆变器组块中的至少一个的pwm开关型式)。

在(606)处，方法(600)可包括使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。例如，各个逆变器组块(诸如，逆变器组块206a-f)可具有所标识的开关型式402a-f。可通过例如使多个所标识的开关型式402a-f以连续的间隔(诸如，以每半个周期)在各个逆变器组块206a-f之中轮换来使所标识的开关型式402a-f在逆变器组块206a-f之中轮换。例如，如图5中描绘的那样，所标识的开关型式402a-f可以以连续的间隔在逆变器组块206a-f之中轮换。在实施例中，所标识的开关型式402可在两个或更多个逆变器组块206之间轮换。例如，如图6中描绘的那样，第一所标识的开关型式402a和第六所标识的开关型式402f可以以连续的间隔(诸如，每半个周期)在第一逆变器组块206a和第六逆变器组块206f之中轮换。在实施例中，开关型式可在多个逆变器组块之中轮换，使得由各个逆变器组块处理的平均功率大致相等。

在(608)处，方法(600)可包括接收指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号。例如，一个或多个温度传感器可配置成感测与功率转换器中的一个或多个逆变器组块相关联的温度。例如，各个逆变器组块可具有配置成测量各个逆变器组块处的温度的相关联的温度传感器。控制装置或控制方案可配置成从一个或多个温度传感器接收指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号。

在(610)处，方法(600)可包括至少部分地基于指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号来使开关型式在多个逆变器组块之中轮换。例如，功率转换器可包括多个逆变器组块，诸如六个逆变器组块206a-f。各个逆变器组块206a-f可具有与逆变器组块相关联且配置成测量逆变器组块的温度的温度传感器。指示逆变器组块的温度(诸如，指示第一逆变器组块206a高于逆变器组块206b-f的温度的温度)的信号可由控制装置174或控制系统176用于使型式在多个逆变器组块206a-f之中轮换。例如，控制装置174或控制系统176可标识针对第一逆变器组块206a的开关型式402a，在开关型式402a中，所处理的平均功率小于多个开关型式中的其它开关型式中的平均功率。控制装置174或控制系统176可使多个开关型式在逆变器组块206a-f之中轮换，使得逆变器组块206a由开关型式402a控制。以此方式，控制装置174或控制系统176可至少部分地基于指示一个或多个逆变器组块的温度的一个或多个信号来使开关型式在多个逆变器组块之中轮换，并且更具体地，使开关型式轮换以改变一个或多个构建组块的温度。

图8描绘了根据本公开的示例性实施例的示例性控制装置700。控制装置700可用作例如风力发电系统100中的控制装置174或控制系统176。控制装置700可包括一个或多个计算装置710。(一个或多个)计算装置710可包括一个或多个处理器710a和一个或多个存储装置710b。一个或多个处理器710a可包括任何适合的处理装置，诸如微处理器、微控制装置、集成电路、逻辑装置和/或其它适合的处理装置。一个或多个存储装置710b可包括一个或多个计算机可读介质，其包括但不限于非暂时性计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪速驱动器和/或其它存储装置。

一个或多个存储装置710b可存储能够由一个或多个处理器710a存取的信息，该信息包括可由一个或多个处理器710a执行的计算机可读指令710c。指令710c可为在由一个或多个处理器710a执行时使一个或多个处理器710a执行操作的任何指令集。在一些实施例中，指令710c可由一个或多个处理器710a执行以使一个或多个处理器710a执行操作，诸如计算系统700和/或(一个或多个)计算装置710针对其而配置的任何操作和功能、如本文中描述的用于控制dc-ac转换器的操作(例如，方法600)和/或一个或多个计算装置710的任何其它操作或功能。指令710c可为以任何适合的编程语言来编写的软件，或可在硬件中实施。另外和/或备选地，可在(一个或多个)处理器710a上的逻辑上和/或实际上分开的线程中执行指令710c。(一个或多个)存储装置710b可进一步存储可由(一个或多个)处理器710a存取的数据710d。例如，数据710d可包括指示下者的数据：功率流、电流流、温度、实际电压、标称电压、选通命令、开关型式和/或本文中描述的任何其它数据和/或信息。

(一个或多个)计算装置710还可包括用于例如与系统700的其它构件通信(例如，经由网络)的网络接口710e。网络接口710e可包括用于与一个或多个网络对接的任何适合的构件，其包括例如发射器、接收器、端口、控制装置、天线和/或其它适合的构件。例如，网络接口710e可配置成与风力发电系统100中的一个或多个传感器(诸如，一个或多个电压传感器或温度传感器)通信。此外，网络接口710可配置成与控制系统(诸如，控制系统176)或控制装置(诸如，控制装置174)通信。

本文中讨论的技术参考基于计算机的系统以及通过基于计算机的系统而采取的动作和发送至和发送自基于计算机的系统的信息。本领域普通技术人员将认识到，基于计算机的系统的固有灵活性允许在构件之间和之中有许多种可能的配置、组合以及任务和功能的分配。例如，可使用单个计算装置或以组合的形式工作的多个计算装置来实施本文中讨论的过程。数据库、存储器、指令和应用程序可在单个系统上实施或分布在多个系统中。分布式构件可按顺序或并行地操作。

出于说明和讨论的目的，参考包括利用sicmosfet的功率转换器的dfig发电系统来讨论本公开。使用本文中提供的公开的本领域普通技术人员将理解，其它发电系统和/或拓扑结构可受益于本公开的示例性方面。例如，本文中公开的接地和保护方案可用于风力发电系统、太阳能发电系统、燃气涡轮发电系统或其它适合的发电系统中。尽管多种实施例的具体特征可在一些附图中显示而不在其它附图中显示，但这仅是为了方便起见。根据本公开的原理，附图的任何特征都可与任何其它附图的任何特征组合来引用和/或要求保护。

本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性区别的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。