CN109314393B - 具有集成电流传感器的模块化多电平变流器单元 - Google Patents

具有集成电流传感器的模块化多电平变流器单元 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于MMC功率变流器的相支路的模块化单元(3)。该单元包括功率存储设备(9)、多个半导体开关(10)、单元控制器(6)和电流传感器(4)。电流传感器连接在单元中的电流传导线路和单元控制器之间，用于测量通过单元的电流并且向单元控制器发信号通知与所述所测量的电流相关的信息。单元控制器包括光学通信接口(8)，并且被配置为通过所述光学通信接口将与所测量的电流相关的信息转发到更高等级控制器。

Description

具有集成电流传感器的模块化多电平变流器单元
技术领域
本公开涉及用于在模块化多电平变流器中进行电流测量的设备和方法。
背景技术
模块化多电平功率变流器(MMC)也称为链式链路变流器(CLC)，包括：多个变流器单元；或变流器子模块，其串联连接在变流器分支中；或相支路，其又可以以星形、三角形、直接或间接变流器拓扑布置。每个变流器单元包括形式为半桥或全桥电路的电容器以及功率半导体开关，该电容器用于存储能量，该功率半导体开关(诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、栅极关断晶闸管(GTO)器件、集成栅极换向晶闸管(IGCT)器件、或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件)用于将电容器连接到具有一个或两个极性的变流器分支。MMC可以用于电力传输***，诸如静态同步补偿器(STATCOM)、直接或间接拓扑中的频率变流器、以及高电压直流(HVDC)输电。
出于控制和保护原因，在变流器中必须进行相支路电流测量。图1图示了三角形拓扑中的典型MMC，其中点1和点2之间的相支路具有电流i12，该电流i12由连接在相支路与变流器的中央控制单元的接地输入/输出(I/O)板之间的传感器(换能器)测量。如果变流器是高电压变流器，则因为相和地之间的电压差很高，所以传感器需要大量的绝缘。高电压变流器可以位于专用房间或建筑物中，并且传感器及其绝缘可以位于进入所述房间或建筑物的穿墙套管中。
控制功能可以包括：
-电流控制；
-单元排序和/或选择算法；
保护功能可以包括：
-过电流保护；
-半导体热模型；
由于MMC变流器可以被设计为用于高电压(几个10kV：s，例如，U12＝36kVrms)，因此电流测量可能比较昂贵，或者由于高绝缘水平，市场上可能没有可用的传感器。必须针对图1的电压U0设计电流换能器的绝缘，其在正常操作中大约为U12/sqrt(3)或在故障(三相***中的接地故障)情况下甚至大约为U12。
降低绝缘水平的另一备选方案是将电流传感器置于每个单独单元中作为单元电路的集成部分。然后，传感器可以连接在相的每个单元中的电流传导线路与单元的单元控制器之间，每个均处于高电压电位，从而降低必须由绝缘处置的电压差。然而，由于相支路的每个单元必须获知目前电流，所以每个单元必须具有其自身的电流测量传感器，其增加了变流器的成本。
US2014/0210431公开了一种多单元电源，用于从源接收功率并在输出端子处向负载输送功率。该多单元电源包括耦合到源的第一功率单元、以及第一电流传感器电路。第一功率单元提供第一输出电流，并且包括第一输出端子以及第二输出端子，第一输出端子耦合到多单元电源的参考节点，第二输出端子耦合到输出端子。第一电流传感器电路包括第一电流传感器和电源。第一电流传感器耦合到第一功率单元的第一输出端子，并且测量第一输出电流。电源耦合到第一功率单元的参考节点或浮动接地节点，并且向第一电流传感器提供功率。因此，电流传感器电路位于功率单元外部，但是连接到功率单元以测量其输出电流。电流传感器电路以及功率单元可以各自具有光纤接口，其用于与中央控制器通信，由此可以经由中央控制器将与所测量的电流相关的信息从电流传感器电路转发到功率单元。
发明内容
根据本发明，通过使用电流传感器来解决现有技术的问题，该电流传感器集成在MMC的每个相的单元中，因此电流传感器电路是单元模块的一部分。然而，为了降低变流器的成本和复杂性，并非所有单元都具有集成电流传感器。相反，通过在中央控制器与包括电流传感器的单元模块的本地单元控制器之间的光学接口，向更高等级控制器发信号通知与由传感器所执行的电流的测量相关的信息。然后，可能在中央控制器处理之后，该信息可以被转发到该相的其他单元模块，从而确保该相中的所有单元都具有关于相电流的最新信息。借助于光学接口，电流传感器与接地的更高等级控制器绝缘。
根据本发明的一方面，提供了用于MMC的相支路的模块化单元。该单元包括功率存储设备、多个半导体开关、单元控制器和电流传感器。电流传感器连接在单元中的电流传导线路和单元控制器之间，用于测量通过单元的电流并且向单元控制器发信号通知与所述所测量的电流相关的信息。单元控制器包括光学通信接口，并且被配置为通过所述光学通信接口将与所测量的电流相关的信息转发到更高等级控制器。
根据本发明的另一方面，提供了MMC，该MMC包括至少一个相支路，每个相支路包括多个串联连接的单元，所述单元中的至少一个或多个单元是根据本公开的模块化单元方面。
根据本发明的另一方面，提供了方法，该方法由被包括在MMC的相支路中的单元中的单元控制器执行。该方法包括从电流传感器接收信息，该电流传感器连接在单元中的电流传导线路和单元控制器之间。该信息与电流传导线路的所测量的电流相关。该方法还包括：通过光学通信接口将所接收的信息转发到更高等级控制器。
根据本发明的另一方面，提供了计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可执行组件，用于当计算机可执行组件在被包括在单元控制器中的处理器电路上运行时，使得单元控制器执行本公开的方法。
应当指出，在适当情况下，各方面中的任一方面的任一特征可以应用于任何其他方面。同样地，各方面中的任一方面的任一优点可以应用于其他方面中的任一方面。根据以下详细公开内容、所附从属权利要求以及附图，所附实施例的其他目的、特征和优点将显而易见。
通常，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语要根据它们在技术领域中的普通含义来解释。对“一/一个/元件、装置、部件、手段、步骤等”的所有引用除非另有明确说明，否则将被公开解释为指代元件、装置、部件、手段、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。对于本公开的不同特征/部件使用“第一”、“第二”等仅旨在将特征/部件与其他类似特征/部件区分开，而不是将特征/部件赋予任何顺序或层次。
附图说明
参考附图通过示例对实施例进行描述，其中
图1是根据现有技术的具有电流传感器的MMC的实施例的示意图。
图2是根据本发明的MMC的实施例的示意图。
图3是根据本发明的具有集成传感器电路的MMC的单元模块的实施例的示意电路图。
图4是根据本发明的具有电流传感器的MMC的控制拓扑的实施例的示意框图。
具体实施方式
现在，以下参考附图对实施例进行更全面的描述，附图中示出了某些实施例。然而，在本公开的范围内，许多不同形式的其他实施例也是可能的。相反，通过示例提供以下实施例，使得本公开是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。在整个说明书中，相同的附图标记是指相同的元件。
当在本文中提及电位时，它能够与相对于地测量的电压互换。
图2是MMC 1，例如，高电压MMC的实施例的示意电路图。MMC 1可以用于电力传输***，诸如STATCOM、直接或间接拓扑中的频率变换器、或HVDC输电。具有相应电流i1、i2和i3的一个或多个(高电压)相位u、v和w经由输入线路(例如，经由穿过变流器1所在的房间或建筑物的墙壁的套管)输入到变流器1。在该示例中，MMC采用具有三个相支路2的三角形配置，但是本发明的实施例还可以是相支路的任何其他配置和数目。每个相支路2包括多个级联(串联连接)单元(也称为单元模块)3。在附图中，与指示电流方向的箭头组合，变流器1中的电流称为“i”，而电压称为“U”。
单元3可以是任何合适的类型，例如，半桥或全桥，包括功率存储设备和多个半导体开关。
图3图示了根据本发明的单元3的示例实施例。该单元包括在单元的输入端子或输出端子处具有绝缘5的集成电流传感器电路4，用于测量通过单元并因此通过相支路的每个单元的电流i。如本文所讨论的，传感器4连接到电流传导线路(也可以称为导体或电线)(经由绝缘5)和单元控制器6，或连接在电流传导线路(经由绝缘5)和单元控制器6之间，该单元控制器6也被包括在单元3中并且处于高电位，从而降低传感器上的电压/电位差。单元控制器借助于触发脉冲(例如与反并联二极管结合)控制半导体开关10，例如，二极管、IGBT、GTO、IGCT和/或MOSFET器件。根据本发明，单元3的单元控制器6通过光学通信接口(例如，包括光缆/光纤和/或激光)8与更高等级控制器，例如，相控制器或集线器42(也参见图4)进行光学通信。单元3还包括功率存储设备(例如，一个或多个电容器9或电感器)，以及从功率存储设备9获得功率的单元电源7(其还可以为传感器4供电)，以及常规MMC单元的任何其他常用部件。
根据本发明，并非相支路2的所有单元3都包括电流传感器电路4和5。然而，在其他方面中，没有这种传感器的单元3可以参考图3所述。具体地，相支路2的单元3中的每个单元和所有单元可以包括在其单元控制器8和更高等级控制器(例如，集线器)之间的光学接口。因此，可以经由更高等级控制器42向相中的其他单元3中的每个单元、或者至少向不包括其自身的传感器电路或者其传感器电路不可操作的相支路2中的单元3中的一些或所有单元光学地发信号通知与由包括这种传感器的单元3中的传感器4测量的电流相关的信息。
图4是用于变流器1的控制拓扑的实施例的框图。如上文所讨论的，相支路包括多个单元3，多个单元3中的每个单元包括单元控制器6，并且单元中的一个或一些单元各自包括电流传感器4。相支路可以包括任何数目的单元3，这里表示为3a、3b、3c、3d……3n。单元3a包括单元控制器6a而不包括电流传感器，单元3b包括单元控制器6b和电流传感器4b，单元3c包括单元控制器6c而不包括电流传感器，并且单元3d包括单元控制器6d和电流传感器4d，如此类推到3n(每个单元有或没有电流传感器)。每个单元控制器6具有光学接口8，用于与更高等级控制器42和/或41进行光学通信。在该图的示例中，每个相支路2具有控制集线器42，其被配置用于与相支路的单元控制器6中的每个单元控制器进行光学通信。每个相支路的相应集线器42a、42b和42c(以及用于任何另外的相支路2的一个或多个集线器42)也可以被配置为用于与甚至更高等级控制器(这里称为中央控制器41)进行光学通信，该控制器可以是变流器1的主控制器。为了简化附图，仅示出了一个相支路2，但是讨论与任何其他相支路(一个或多个)相关，其单元控制器3被配置为用于与它们的更高等级控制器(例如，集线器42)进行光学通信。在备选实施例中，例如，如果变流器仅包括一个相支路但也可以与包括多个相支路的变流器相关，则没有集线器42，但是单元控制器3可以被配置为用于直接与中央控制器41进行光学通信。
根据本发明，相支路2的至少一个但不是所有单元3都包括集成电流传感器4。最具成本效益的备选方案是仅在每个相支路的单元3中的一个单元中具有电流传感器，但是为了冗余，在其他实施例中可以方便的是每个相支路2的多个单元3包括集成电流传感器4。
本公开的用于降低电流传感器4的绝缘水平的解决方案是将电流传感器放置为集成在单元模块中，如图3所示。测量信号经由快速光纤链路8发送到相2的中央控制板41或中间控制集线器42，其电位等于或接近于地，这意味着借助于可以更容易处置的光缆8完成绝缘。电流传感器的电源7从单元3(单元电源7)本地获得，并且传感器信号由也包括在单元模块3中的单元内部控制板(单元控制器6)捕获。这将绝缘水平(电位/电压差)从几十千伏降低到几千伏(例如，约4千伏)。对于这种电压水平降低，更容易在市场上以较低的价格找到电流传感器。具有集成电流传感器4的这种途径的另一优点是模块化。电流测量不再取决于不同的变流器电压水平和串联连接的单元3的数目。如上文所提及的，在每个单元3中包括电流传感器4的缺点是需要大量的电流传感器，这增加了变流器1(特别是具有大量单元的变流器)的成本。
为了降低成本，相支路2的单元3中的仅一个或一些单元具有电流传感器4。为了避免对单元冗余的影响(允许单元模块3被旁路、移除或交换)，可以方便地为每个相支路2的多于一个的单元3配备电流传感器4。例如，如果每个相支路2安装了三个冗余单元3，则具有电流传感器的每个支路2的单元3的数目应当是四个。
没有电流传感器4的单元3经由集线器42或中央控制器41从具有电流传感器的单元获得经由光学链路8的电流信息，相支路的所有单元都(经由光学通信链路8)连接到该集线器42或中央控制器41。
在本发明的一些实施例中，单元控制器6通过光学通信接口8接收或被配置为用于通过光学通信接口8接收与相支路2的其他单元(一个或多个)中的电流测量相关的信息。因此，单元控制器可以比较相支路中的其他单元中的测量值，以确定它们是否与由其自身单元3中的电流传感器所执行的测量充分相对应。因此，可以确定电流传感器的故障，或者单元控制器6可以决定使用用于控制半导体开关10的其自身和其他单元的电流测量值的均值。
在本发明的一些实施例中，电流传导线路的相对于地测量的电压至少为10kV，例如，10kV至50kV之间，诸如20kV至40kV之间、或更高，例如，高达100kV、200kV或300kV或更高。
在本发明的一些实施例中，单元控制器(6)的相对于地测量的电压至少为10kV，例如，10kV至50kV之间，诸如20kV至40kV之间、或更高，例如，高达100kV、200kV或300kV或更高。
在本发明的一些实施例中，电流传导线路和单元控制器之间的电位差相对较小，因为没有一个处于地电位，例如，几千伏，诸如约10kV或5kV或小于10kV或5kV，例如，1kV至5kV之间，诸如2kV至4kV之间。
在本发明的一些实施例中，单元控制器6被配置为通过光学接口8向更高等级控制器41或42发送电流传感器4已经测量到高于预定的过电流阈值的电流的指示。因此，警告消息(例如，形式为比特信息)“overcurrent_pulseblock”可以被发送到相支路2中的其他单元3，特别是没有电流传感器的单元，例如，考虑到过电流，允许其他单元阻止脉冲触发到半导体开关。
在本发明的一些实施例中，单元控制器6被配置为响应于所测量的电流高于过电流阈值，阻止去往半导体开关10的触发脉冲。
单元控制器6可以被配置为用于借助于计算机程序产品来执行本公开的方法，该计算机程序产品包括软件形式的计算机可执行组件，用于使得单元控制器执行该方法。
可以使用包括一个或多个处理器或现场可编程门阵列(FPGA)、存储器和/或计算机可读存储介质的一个或多个传统的通用或专用数字计算机、计算设备、机器或微处理器而在单元控制器6中方便地实现本发明的实施例，当根据本公开的教导进行编程时，该计算机可读存储介质形成本发明的计算机程序产品。基于本公开的教导，熟练的程序员可以容易地准备适当的软件编码，如将对软件领域的技术人员而言显而易见的。
在一些实施例中，本发明涉及一种计算机程序产品，其是非暂态存储介质或计算机可读介质(多个介质)，其具有以计算机可执行组件的形式存储在其上/中的指令，这些指令可以用于对单元控制器6进行编程，以执行本发明的方法。存储介质的示例可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微驱动器和磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存设备、磁卡或光卡、纳米***(包括分子存储器IC)、或适用于存储指令和/或数据的任何类型的介质或设备。
上文主要参考几个实施例对本公开进行了描述。然而，如本领域技术人员应当领会的，除了上文所公开的实施例之外的其他实施例同样可以在由所附权利要求限定的本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种模块化多电平功率变流器MMC(1)，包括至少一个相支路(2)，每个相支路包括多个串联连接的单元(3)，每个单元包括：
功率存储设备(9)；
多个半导体开关(10)；以及
单元控制器(6)，其中所述单元控制器(6)包括光学通信接口(8)，并被配置用于通过所述光学通信接口与更高等级控制器(41；42)进行通信；
所述多个串联连接的单元(3)中的至少一个单元还包括电流传感器(4)，其中所述电流传感器(4)连接在所述单元(3)中的电流传导线路与所述单元的所述单元控制器(6)之间，以用于测量通过所述单元的电流、并且向所述单元控制器发信号通知与所述测量的电流相关的信息，其中所述单元控制器(6)被配置用于通过所述光学通信接口，将与所述测量的电流相关的信息转发到所述更高等级控制器(41；42)；
其中，不包括电流传感器(4)的所述多个串联连接的单元(3)中的每个单元的所述单元控制器(6)被配置用于通过所述单元控制器(6)的光学通信接口(8)，从所述更高等级控制器(41；42)接收与所述测量的电流相关的所述信息。
2.根据权利要求1所述的MMC，其中所述电流传导线路相对于地测量的电压至少为10kV。
3.根据任一前述权利要求所述的MMC，其中所述单元控制器(6)中的每个单元控制器相对于地测量的电压至少为10kV。
4.根据权利要求1或2所述的MMC，其中所述电流传导线路与所述单元的所述单元控制器之间的电位差小于10kV。
5.根据权利要求1或2所述的MMC，其中所述至少一个单元的所述单元控制器(6)被配置为通过所述光学接口(8)，向所述更高等级控制器(41；42)发送所述电流传感器(4)已经测量到高于预定的过电流阈值的电流的指示。
6.根据权利要求5所述的MMC，其中所述至少一个单元的所述单元控制器(6)被配置为：响应于所述测量的电流高于所述过电流阈值，阻止去往所述半导体开关(10)的触发脉冲。
7.一种在模块化多电平功率变流器MMC(1)中执行的方法，所述模块化多电平功率变流器MMC(1)包括至少一个相支路(2)，每个相支路包括多个串联连接的单元(3)，所述方法包括：
在所述多个串联连接的单元的第一单元中，从电流传感器(4)获取与电流传导线路的测量的电流相关的信息，所述电流传感器(4)连接在所述第一单元(3)中的所述电流传导线路与所述第一单元中的单元控制器(6)之间；
所述第一单元的所述单元控制器通过所述单元控制器的光学通信接口(8)，将所述获取的信息转发到更高等级控制器(41；42)；
在所述多个串联连接的单元的第二单元中，所述第二单元中的单元控制器(6)通过所述单元控制器的光学通信接口(8)，从所述更高等级控制器(41；42)接收所述获取的信息。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11411511B2 (en) * 2018-09-25 2022-08-09 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Switchable longitudinal voltage source, direct current transmission system with longitudinal voltage source and method for operating a longitudinal voltage source
CN110971132B (zh) * 2018-09-30 2023-10-20 西门子股份公司 模块化多电平换流器的控制***、方法、装置和子模块
EP3736941B1 (en) * 2019-05-08 2022-11-30 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Wireless power transfer arrangement
US11973435B2 (en) * 2019-05-21 2024-04-30 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device
EP3876410A1 (de) * 2020-03-03 2021-09-08 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichter und regelungsverfahren dafür
EP3920393A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-08 General Electric Technology GmbH Improvements in or relating to chain-link converters
CN113872233A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 新疆金风科技股份有限公司 集成化功率模块、变流器及风电场输电***

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6014323A (en) * 1997-08-08 2000-01-11 Robicon Corporation Multiphase power converter
US7960871B2 (en) 2006-12-08 2011-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Control of a modular converter with distributed energy storage devices
US7977898B2 (en) 2008-07-21 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Current sensing for a multi-phase DC/DC boost converter
EP2543124B1 (en) * 2010-03-04 2013-08-21 ABB Research LTD Ac/dc converter station and a method of operating an ac/dc converter station
CN103153630B (zh) 2010-06-24 2016-08-10 艾利丹尼森公司 手持便携式打印机
JP5360125B2 (ja) * 2011-04-26 2013-12-04 株式会社安川電機 直列多重電力変換装置
US8866348B2 (en) * 2011-11-18 2014-10-21 Eaton Corporation Power system controlling and monitoring power semiconductor devices employing two serial signals
US8923025B2 (en) * 2013-01-30 2014-12-30 Siemens Industry, Inc. Apparatus and methods for feedback sensing in multi-cell power supplies
KR101583868B1 (ko) * 2013-07-22 2016-01-08 엘에스산전 주식회사 멀티레벨 인버터
CN103560687B (zh) * 2013-09-27 2016-05-18 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 模块化多电平变流器***，及其控制***和控制方法

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