用于操作功率变换器的系统和方法_2

文档序号:9890869阅读:来源:国知局
的方法,其中测量最接近所述第二部分的所述 电压包括测量在正DC汇流条和负DC汇流条之间延伸的至少一个DC链路装置上的所述电压。
[0044] 技术方案15:-种电力系统,包括:
[0045]交流(AC)电源;
[0046] 直流(DC)链路;和
[0047] 第一功率变换器,包括在所述AC电源和所述DC链路之间延伸的电路,所述电路包 括:
[004引导电元件;
[0049] 禪合到最接近所述AC电源的所述导电元件的第一开关装置;
[0050] 禪合到最接近所述DC链路的所述导电元件的电压测量装置,其中所述电路在所述 AC电源和所述DC链路之间延伸;
[0051 ]禪合到所述导电元件的DC电压源;
[0052] 禪合到所述导电元件的第一电容装置,所述第一电容装置定位在所述第一开关装 置和所述电压测量装置之间;
[0053] 禪合到所述导电元件的第二开关装置,所述第二开关装置定位在所述第一电容装 置和所述电压测量装置之间;
[0054] 操作地禪合到所述DC电压源、所述电压测量装置、所述第一开关装置和所述第二 开关装置的控制器,所述控制器配置成当由所述电压测量装置生成的所测量电压信号基本 上表示参考电压值时,断开所述第二开关装置。
[0055] 技术方案16:根据技术方案15所述的电力系统,还包括禪合到所述DC链路的第二 功率变换器,所述第二功率变换器与所述第一功率变换器基本上类似。
[0056] 技术方案17:根据技术方案15所述的电力系统,其中所述第一功率变换器和所述 第二功率变换器是多电平功率变换器。
[0057] 技术方案18:根据技术方案15所述的电力系统,还包括:
[0058] 禪合到所述导电元件的第二电容装置;和
[0059] 禪合到所述导电元件的第Ξ开关装置,所述第二电容装置定位在所述第二开关装 置和所述第Ξ开关装置之间,W及所述第Ξ开关装置定位在所述第二电容装置和所述电压 测量装置之间。
[0060] 技术方案19:根据技术方案18所述的电力系统,其中所述第一电容装置、所述第二 开关装置、所述第二电容装置和所述第Ξ开关装置限定W嵌套配置交替的多个所述开关装 置和多个所述电容装置。
[0061] 技术方案20:根据技术方案19所述的电力系统,其中W嵌套配置交替的所述多个 所述开关装置和所述多个所述电容装置配置成顺序地对所述多个电容装置的所述电容装 置的每一个供电至相关联的预定电压。
【附图说明】
[0062] 当参考附图阅读下面的详细描述时,本公开的运些和其他特征、方面和优点将变 得更好理解,附图中相似符号附图中表示相似的部分,其中:
[0063] 图1是示例电力系统的示意图;
[0064] 图2是可与图1所示的电力系统一起使用的示例多电平功率变换器的一部分的示 意性模块化视图;
[0065] 图3是包括图2所示的多电平功率变换器的DC链路和相脚的示例电路的示意性模 块化视图;
[0066] 图4是操作图3所示的电路的示例方法的流程图;
[0067] 图5是如在4图中所示的方法进行的作为时间的函数的图3所示的DC链路的电压的 变化的图形视图;
[0068] 图6A是包括图2所示多电平功率变换器的相脚的备选电路的示意性模块化视图; [00例图她是图6A的延续;
[0070] 图7是操作图6A和6B所示电路的示例方法的流程图;
[0071] 图8是包括图2所示多电平功率变换器的相脚的另一个备选电路的示意性模块化 视图;和
[0072] 图9是操作图8所示电路的示例方法的流程图。
[0073] 除非另有指示,本文提供的附图意味着图示本公开实施例的特征。运些特征被认 为是适用于包含本公开的一个或多个实施例的各种各样的系统。同样,附图不意味着由本 领域普通技术人员中的那些已知的需要用于本文所公开的实施例实施的所有常规特征。
【具体实施方式】
[0074] 在下面的说明书和权利要求书中,将提及许多术语,运些术语将定义为具有下面 的含义。
[0075] 除非上下文另有明确指示,单数形式"一"、"一个"、和"所述"包括复数参考。
[0076] "可选的"或"可选地"意味着随后所描述的事件或情形可发生或可不发生,并且描 述包括其中情况发生的W及其中情况不发生。
[0077] 如本文整个说明书和权利要求书所使用的近似语言,可用于修改任何定量的表 示,运些表示能够容许改变,而不导致与其所相关的基本功能的改变。因此,通过一个术语 或多个术语所修改的值,例如"约"、"大约"、和"基本上",不限定于指定的精确值。在至少一 些情况下,近似语言可W对应于用于测量数值的仪器的精确度。在运里和在整个说明书和 权利要求书中,范围限制可组合和/或互换,运类范围被识别,并且除非上下文或语言另有 指示,包括在其中所包含的所有子范围。
[0078] 如本文所使用的,术语"处理器"和"计算机"和相关术语,例如"处理装置"、"计算 装置"、和"控制器"不局限于只有本领域中称为计算机的那些集成电路,而是宽泛地称为微 控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路W及其他可编程电路,并且运 些术语在本文中可互换使用。在本文所描述的实施例中,存储器可包括(但不限于)计算机 可读介质,例如随机存取存储器(RAM), W及计算机可读非易失性介质,例如闪存。备选地, 也可使用软盘、压缩盘-只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字通用光盘(DVD)。而 且,在本文描述的实施例中,附加的输入通道可W是(但不限于)与操作界面相关联的计算 机外围装置,例如鼠标和键盘。备选地,也可W使用其他计算机外围装置,其可包括,例如 (但不限于)扫描仪。此外,在示例实施例中,附加的输出通道可包括(但不限于)操作者接口 监测器。
[0079] 此外,如本文所使用的,术语"软件"和"固件"是可互换的,并且包括存储在存储器 中由个人计算机、工作站、客户端和服务器执行的任何计算机程序。
[0080] 如本文所使用的,术语"非暂时计算机可读媒体"旨在表示W任何方法或技术实现 用于短期和长期储存的信息(例如,计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或在任 何装置中的其他数据)的任何有形的基于计算机的装置。因此,本文描述的方法可被编码为 在有形的、非暂时计算机可读介质(包括(但不限于)存储装置和/或存储器装置)中体现可 运行的指令。当由处理器运行时,运类指令使所述处理器至少执行本文描述方法的一部分。 此外,如本文所使用的,术语"非暂时计算机可读媒体"包括所有有形的计算机可读媒体,包 括(但不限于)非暂时计算机存储装置,包括(但不限于)易失性和非易失性媒体W及可移动 和不可移动媒体,例如固件、物理和虚拟存储、CD-ROM、DVD、W及诸如网络或因特网、W及尚 待开发的数字部件的任何其他数字源,其中唯一的例外是短暂的传播信号。
[0081] 此外,如本文所使用的,术语"实时"指的是相关联事件发生的时间、预定数据测量 和收集的时间、处理数据的时间和系统响应于事件和环境的时间中的至少一个。本文所描 述的实施例中,运些活动和事件基本上瞬间发生。
[0082] 本文描述的多电平变换器提供用于其中在相关联的多电平变换器投入服务时,预 充电操作期间减少监测飞跨电容器的操作所需的电压传感器的数量。而且,如在本公开的 示例实施例中所示的,本文描述的系统和方法不限于任何单个的多电平变换器拓扑。例如, 本文公开的系统和方法可与多单元变换器(MC)拓扑、多单元堆叠变换器(SMC)的拓扑结构、 有源中性点错位(ANPC)变换器拓扑、和嵌套中性点试行(NPP)变换器拓扑一起使用。同样, 用于飞跨电容器的电压传感器的数量减少,并且到相关量控制器的输入/输出(I/O)通道数 量减少,由此减小了相关联的电缆和线路。同样,配置成本和相关联的处理资源减少。因此, 装配多电平变换器的成本减少。
[0083] 图1是示例电力系统100的示意图。电力系统100包括第一交流(AC)电源102、第二 交流(AC)电源104、和禪合在其之间的多电平变换器106。在一些备选实施例中,AC电源104 使用负载或负荷系统来替代。多电平变换器106包括多电平整流器108、多电平逆变器110和 在其之间并且禪合到整流器108和逆变器110的直流(DC)链路112。在示例实施例中,多电平 整流器108和多电平逆变器110是基本上类似的多电平电源变换器,并且配置成从整流操作 切换到逆变操作,W及反向。因此,AC和DC之间电力变换和相关联的电力传输为如箭头114 所示的双向。多电平整流器108、多电平逆变器110和DC链路112使用任何组件来构造,其具 有任何配置,实现电力系统100和多电平变换器106如本文所述那样操作。在示例实施例中, 电力系统100是具有所示的A相、B相、和C相的Ξ相系统。备选地,电力系统100具有实现如本 文所述操作的任何配置,包括并且不限于,单相和多相(多相或低于Ξ相配置的相)。
[0084] 多电平变换器106还包括控制器120。控制器120包括存储器装置122和操作地禪合 到存储器122用于运行指令的处理器124。在一些实施例中,可运行指令存储在存储器装置 122中。控制器120可配置成执行一个或多个如本文所述的操作。例如,处理器124可通过编 码操作为一个或多个可执行指令和在存储器装置122中提供可运行指令而被编程。在示例 实施例中,存储器装置122是能够存储和检索信息例如可执行指令和/或其他数据的一个或 多个装置。存储器装置122可包括一种或多种计算机可读媒体。存储器装置122可配置成存 储与电力系统100相关联的操作度量(measurement),包括但不限于,实时和历史电压值、电 流值和/或任何其他类型的数据。而且,存储器装置122包括,但不限于,促进如本文所述地 操作多电平变换器106的充足的数据、算法和指令。在一些实施例中,控制器120包括比较器 电路126(下面进一步描述)。
[0085] 图2是可与电力系统100(在图1中示出)一起使用并且在区域2提出(在图1中示出) 的多电平功率变换器106的一部分的示意性模块化视图。具体地,示出多电平逆变器110的 一部分和DC链路112的一部分。DC链路112包括DC链路装置130,其包括,但不限于,在电容器 组中的一个或多个电容器
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