CN113890402A - 用于为多电平转换器预选开关状态的方法和*** - Google Patents

用于为多电平转换器预选开关状态的方法和*** Download PDF

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Abstract

公开一种用于对多电平转换器进行开关控制的方法,该多电平转换器具有多个模块,借由该开关控制而由该多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态,向该开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量,将该开关控制分为离线部分和在线部分,在该离线部分中,优化器连续依次地计算多个离线开关表,并计算多个离线开关表中的相应离线开关表在该在线部分中,连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表中选择在线开关表;针对每个时间步幅,调制器实时为相应的电压请求分配相应的电压电平;针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态并将其转发给所有模块。还公开一种用于实现这种开关控制的***。

Description

用于为多电平转换器预选开关状态的方法和***
技术领域
本发明涉及一种用于对多电平转换器进行开关控制的方法,尤其是对多电平转换器进行实时控制的方法。此外,要求保护一种用于实现这种开关控制的***。
背景技术
为了从直流电压获得预定频率的交流电压,输入电压和输出电压在常规功率电子器件中借助少数功率开关在少数(大部分情况下两个或三个)级别之间进行切换,以便在平均值上获得所希望的大小。与之相反,现代的多电平转换器根据以下方案来工作:通过经由多个电子开关连接的储能器(例如电容器或能量电池单元)的动态可变配置来产生交流电压。在此,基本上可以使用比在常规功率电子器件的情况下更多的电子开关(例如功率半导体开关),由此可以以非常细分的级别或电平来形成多个可实现的总开关状态以及与之相关联的多电平转换器的输出电压。
理论上,多电平转换器的相应构造方式可以借助于单独模块来定义,例如在本申请人的文献DE 10 2015 112 512 A1中所展示的。依据单独模块所包含的开关元件的电路布置,可以与附加连接的、相同构造的单独模块无关地实现与同样被包含的储能器的连接方式相关的所有开关状态。
美国文献US 2017/0123014 A1公开了各个电池组件连通性的动态改变。由此使多个储能器彼此连接。
中国文献CN 105429495 A描述了模块化多电平转换器的相邻模块实时串联或并联间的变换。在此,开关损耗可被大大降低。
文献US 2014/0028266 A1公开了一种模块化多电平转换器的装置,该装置包括用于电池模块的控制块。根据所请求的功率来选择电池模块的互连。
模块化多电平转换器的控制的基本问题是高数量的自由度,也就是说首先形成相同电压的大量不同的开关状态或模块状态。这些模块状态的整体确定了多电平转换器的输出电压。为了多电平转换器的运行,电路控制的控制装置(即所谓的调度器)必须在每一时间点确定并且主动地控制所有模块的状态。对所有模块的所有开关的这样的状态获取和分配以介于1kHz与1MHz之间的采样频率进行,对应于每秒1000次至1百万次。
在此,一种实时优化方法可能是有利的,该方法根据多电平转换器的所有储能器的当前状态和/或其他可设想的辅助条件(例如储能器的均匀负载)来获得数学上的优化。为了真正在数学上得到优化,理论上必须计算所有可能的开关状态并且相对彼此进行权衡,例如在每个模块具有至少五个开关状态的10个MMSPC型模块的情况下,每个时间步幅有总计5^10个并且因此接近10^7(等于1千万)个可能的开关状态。然后必须计算未来的一定数量的时间步幅,以便找到与之相关的最佳解。在M个时间步幅的情况下,可能存在(5^10)^M种可能性。单是两个时间步幅的计算就已经有约10^21种可能性,远超出高性能计算机的范围(每秒进行10^15次运算)。因此,迄今已有方法中没有一种能够处理这种巨大的计算工作量。相比之下,虽然启发式方法可以(视复杂性)在线求解,但是这些解总是与最优的总开关状态还有一定距离。
发明内容
在此背景下,本发明的目的在于提供一种用于控制多电平转换器的所有开关的开关状态的方法,该方法在线地(也就是说在多电平转换器运行时实时地)针对相应的电压请求来根据指定的辅助条件计算多电平转换器的相应的最优总开关状态并且提供对多电平转换器的控制。此外,还将介绍相关的***。
为了实现上述目的,提出了一种用于对多电平转换器进行开关控制的方法,其中该多电平转换器具有多个模块,其中该多个模块中的相应模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器。在一个实施方式中,在该第一侧上的该至少一个端子与在该第二侧上的该至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联布置,并且在该第一侧上的该至少一个端子与在该第二侧上的该至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关。通过这个实施方式可以在该多个模块中的相应模块的第一端子与第二端子之间串联连接该储能器,或者可以绕过该储能器,或者可以完全中断电线。在另一个实施方式中,该多个模块中的相应模块在该第一侧上具有至少两个端子并且在该第二侧上具有至少两个端子。该至少一个储能器直接布置在该第一侧或该第二侧的该至少两个端子之间,该至少两个可控开关中的该第一可控开关布置在该第一侧上的第一端子与该第二侧上的第一端子之间,并且该至少两个可控开关中的第二可控开关布置在该第一侧上的第二端子与该第二侧上的第二端子之间。通过这个实施方式可以在该至少两个开关的闭合状态时将该多个模块中的相应模块的储能器与该多个模块中的其他模块并联地连接,其中通过其他的开关状态还可以实现该储能器的串联连接或绕过该储能器。借由该至少两个可控开关各自的开关位置而使该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态。借由开关控制而由该多个模块中的各个模块开关状态形成总开关状态。向开关控制连续地提供多电平转换器的所有储能器的当前电量。开关控制分为离线部分和在线部分。在离线部分中,优化器连续依次地计算多个离线开关表,并且根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数以便计算该多个离线开关表中的相应离线开关表,以用于评估总开关状态。在在线部分中,连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表中选择在线开关表;针对每个时间步幅,调制器实时为相应的电压请求分配相应的电压电平;针对相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态并且将其转发给所有模块。
可以在其上有利地执行根据本发明的方法的中央多电平转换器是模块化多电平转换器MMSPC,其由S.M.Goetz、A.V.Peterchev和T.Weyh于“Modular MultilevelConverter With Series and Parallel Module Connectivity:Topology and Control,”IEEE Transactions on Power Electronics,vol.30,no.1,pp.203-215,Jan.2015【具有串并联模块接通性的模块化多电平转换器:拓扑和控制,IEEE电力电子学汇刊,第30卷,第1章,第203-215页,2015年1月】中描述并且还在文献US 9,502,960 B2和DE 10 2016 112250 A1中描述。这种模块化多电平转换器相对于(例如由R.Marquardt在文献DE 101 030301 A1中描述的并且本发明同样可适用的)常规模块化多电平转换器的特征之处在于存在附加的并联状态,由此在一个串中MMSPC可以产生模块集成式储能器的几乎任意的电串并电路构型并且可以动态地改变该电路构型。另外,大多数情况下还可以使用绕过状态,即所谓的旁通,以便绕过模块的储能器。一般而言,在模块式多电平转换器的情况下,模块开关状态(即单独模块的开关的开关状态)可以根据下列清单明确地来描述:并联、串联、旁通、断开。一种应用是模块式多相多电平转换器,其中分别将多个模块布置在一个串中,其中相应的串然后提供多相交流电压的一个相应的相。
相应开关表(还被称为查找表)将各个模块中的开关位置的组合分配给要在多电平转换器的输出端处展示的电压电平(在N个模块的情况下,多数情况为(2N+1)个)中的每一个电压电平,其中相应模块内的各个开关位置统称为相应模块开关状态。相应模块的相应模块开关状态基本上总是关于包括在相应模块中的储能器如何与多电平转换器的其他储能器连接。对于由调制器量化并且传输给调度器的电压电平,该调度器从在线开关表中寻找由各个模块开关状态定义或可以定义的总开关状态。因此,例如对于上面提到的MMSPC,相应模块具有八个半导体开关(S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8),这些半导体开关布置成两侧,每侧分别具有两个半桥、位于输入端子处的储能器并且连接在一起成高侧或高压侧连接和低侧或低压侧连接,在这种模块中共规定了五种模块开关状态,这八个开关针对这五种模块开关状态采取表1中列出的开关位置。模块开关状态为:“s+”表示用正极性串联连接,“s-”表示用负极性串联连接,“p”表示并联连接,“b+”表示用正极性旁通并且“b-”表示用负极性旁通。在此,正极性或负极性表示在模块的第一侧上的两个端子以何种极性接通模块的第二侧上的两个端子。在旁通或模块绕过的情况下,这等效于经由示例模块的布置在半桥中的开关的高侧连接或低侧连接的接通。
表1:模块开关状态s+、s-、p、b+、b-和文中描述的MMSPC的示例模块的八个开关S1至S8的各个开关位置。
Figure BDA0003142197910000051
根据本发明的方法在下述第一极端与第二极端之间提供了这两种极端情况的混合(这也可以被视为混合解):该第一极端具有实时能力的调度器并且具有仅单个查找表(在固定分配的情况下可以根据多个条件从该查找表中读出(所有模块的)下一模块开关状态),该第二极端得到全面优化,也就是说,测试所有开关状态可能性并且根据指定的优化判据评估最佳开关状态。此外在离线部分中也进行优化,该优化可以以相对于在线部分的固定速度比运行,但并非必须如此,也就是说可以是异步的。但是,这种优化现在会生成具有多个替代的模块开关状态的多个替代的开关表。因此,可以在在线部分中以很少的计算工作量实时在这些替代物当中进行选择。
在根据本发明的方法的一个实施方式中,至少从下列清单选择相应指定的在线选择判据和/或相应指定的离线优化判据,以通过成本函数评估总开关状态:相应储能器的最小电流负载、多电平转换器的所有储能器的均匀放电、最小正向导通损耗(Durchlassverlust)、最小储能器损耗、最小总损耗。例如,如果选择所有储能器的均匀放电作为在线选择判据,以使单独模块的放电接近对所有模块取平均的放电状态,则这在短期平均值内实现。相比之下,在具有非实时能力优化器的离线部分中,对于同样的、但是现在被选择作为离线优化判据的所有储能器的均匀放电只能实现长期平均值。另一示例是上文提到的相应储能器的最小电流负载,该最小电流负载应该尽可能低,但尤其是在持续时长方面应该小于一秒,较好地甚至是仅100ms的几倍或更短。
在根据本发明的方法的另一实施方式中,提供从多个离线开关表中选择具有相似的成本函数最小化值的整数M个离线开关表。由此实现,所提供的替代方案倾向于表示具有相同或类似的良好成本函数值的随机选择。
在根据本发明的方法的一另外实施方式中,根据相应不同的离线优化判据对来自该多个离线开关表中的、由优化器提供的相应离线开关表进行优化。由此实现,在所提供的多个离线开关表当中的相应选择已经优化了相应的目标。
在根据本发明的方法的又另一实施方式中,针对每一时间步幅重新从该多个在线开关表中选择在线开关表。
在根据本发明的方法的再又另一实施方式中,将与用于计算多个离线开关表的相应离线优化判据不同的判据选择作为用于从多个在线开关表中选择在线开关表的在线选择判据。例如,可以以这样的方式识别相应替代的在线开关表,使得来自异步离线部分的目标函数的最优值(例如最佳整数K)再次经历关于另一目标的评估,并且由此选择小于K的整数L。这个另一目标可以例如在各个模块的电流负载方面彼此不同。然而,也可能设想,另一目标只是一个与首先选择的目标互补的目标,例如模块在离线优化判据中受到非常高的放电电流负载,而在另一目标中为此受到的负载显著低于平均值。
在根据本发明的方法的又一另外实施方式中,针对指定的离线优化判据计算对应于N个模块的N个开关向量。借助N个开关向量中的相应开关向量,根据指定的离线优化判据分别为N个模块中的相应模块指明最佳开关位置。该N个开关向量中的相应开关向量对应于该多个离线开关表中的N个离线开关表中的相应离线开关表,其中该多个离线开关表中的N个离线开关表跨越完备向量空间。
在根据本发明的方法的再又一另外实施方式中,借由该多个离线开关表中按时间步幅的比例分布的N个离线开关表的线性组合来提供在线开关表。按照指定的在线选择判据来计算相应的线性系数,并且该相应的线性系数的标量值对应于时间步幅在多个时间步幅的时间历程中的相应比例。然而,在这种方法中并不能确保多个离线开关表中以线性组合的相应N个离线开关表的用于补偿例如电流负载的权重是相同的。相应地,另一种解决方案可以以这样的方式来选择替代方案:在时间上平均以相同的时长使用每个替代方案引起在各个储能器上的相对平衡的电流负载。
在根据本发明的方法的再另一实施方式中,在选择在线开关表之后,在每一另外的时间步幅中分别将相应分配给各个模块的模块开关状态置换到模块串的下一模块。
还可以***地生成现有模块构型的替代方案。因为这一过程非常快并且可以确保有限的执行时间,所以该过程也可以在在线部分中进行。相应地,作为替代解决方法也可以使用调度器现有的异步(慢/非实时)部分,并且可以仅修改实时部分。在此,从现有的总开关状态中提取出多少个模块间连接处于何种模块开关状态(例如3个处于s+、1个处于p、1个处于b+),其中忽略每个模块开关状态的位置信息(即,现在在哪个模块间连接处存在何种模块开关状态)。现在通过将模块开关状态重新分配到模块间连接来生成替代方案。在线部分现在使用例如一开始针对当前条件在查找表中记录的模块开关状态。该模块开关状态可以在其使用后进行标记(通过标志或计数器)。如果调度器想在表更新之前再使用一次(或超过一定次数,或每隔一次使用)这个模块开关状态,则这由标记或计数器识别,并且通过重新分类来改变该模块开关状态。以此方式,模块存储器负载可以有利地非常快速地分布。
此外,始终可以强制使最佳解(例如具有最小的成本函数值)始终是该多个在线开关表的一部分。
此外,要求保护一种用于对多电平转换器进行开关控制的***,在该***中该多电平转换器具有多个模块。该多个模块中的相应模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器。在第一设计方案中,在该第一侧上的该至少一个端子与在该第二侧上的该至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联布置,并且在该第一侧上的该至少一个端子与在该第二侧上的该至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关。通过这个设计方案可以在该多个模块中的相应模块的第一端子与第二端子之间串联连接该储能器,或者可以绕过该储能器,或者可以完全中断电线。在第二设计方案中,该多个模块中的该模块在该第一侧上具有至少两个端子并且在该第二侧上具有至少两个端子。该至少一个储能器直接布置在该第一侧或该第二侧的该至少两个端子之间,并且该至少两个可控开关中的第一可控开关布置在该第一侧上的第一端子与该第二侧上的第一端子之间。该至少两个可控开关中的第二可控开关布置在该第一侧上的第二端子与该第二侧上的第二端子之间。借由该至少两个可控开关各自的开关位置,该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态,借由开关控制来根据多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态。该***包括调制器和调度器,并且向开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量。分为离线部分和在线部分的开关控制被配置成:在离线部分中,优化器连续依次地计算多个离线开关表,并且根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数以便计算该多个离线开关表中的相应离线开关表,以用于评估总开关状态。该开关控制还被配置成:在在线部分中,连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表中选择在线开关表;针对每个时间步幅,调制器实时为相应的电压请求分配相应的电压电平;并且针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态并且将其转发给所有模块。
在根据本发明的***的一个设计方案中,该***被设计用于执行根据本发明的方法。
本发明的其他优点和设计方案从说明书和附图中得出。
总体上,本发明在此公开下述1和10的技术方案,下述2-9和11为本发明的优选技术方案:
1.一种用于对多电平转换器进行开关控制的方法,其中该多电平转换器具有多个模块,其中该多个模块中的每个模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器,其中在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联地布置,并且在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关,其中借由该至少两个可控开关各自的开关位置而使该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态,其中借由该开关控制而由该多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态,其中向该开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量,其中将该开关控制分为离线部分(2)和在线部分(1),
其中在该离线部分(2)中,
·优化器连续依次地计算多个离线开关表(29),并且
·根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数(24)以便计算该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表,以用于评估该总开关状态,
其中在该在线部分(1)中,
·连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表(15)中选择在线开关表,
·针对每个时间步幅,调制器(10)实时为相应的电压请求分配相应的电压电平,
·针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态(14)并且将其转发给所有模块。
2.根据前述1所述的方法,其中至少从下列清单选择相应指定的在线选择判据和/或相应指定的离线优化判据,以通过该成本函数评估该总开关状态:相应储能器的最小电流负载、多电平转换器的所有储能器的均匀放电、最小正向导通损耗、最小储能器损耗、最小总损耗。
3.根据前述1-2中任一项所述的方法,其中提供从该多个离线开关表(29)中选择具有相似的该成本函数(24)最小化值(27)的整数M个离线开关表。
4.根据前述1或2所述的方法,其中该优化器提供的该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表已经根据相应不同的离线优化判据进行了优化。
5.根据前述1-4中任一项所述的方法,其中针对每个时间步幅重新从该多个在线开关表(15)中选择在线开关表。
6.根据前述1-5中任一项所述的方法,其中将与用于计算该多个离线开关表(29)的相应离线优化判据不同的判据选择作为用于从该多个在线开关表(15)中选择在线开关表的在线选择判据。
7.根据前述1-6中任一项所述的方法,其中针对指定的离线优化判据来计算对应于N个模块的N个开关向量,其中借助该N个开关向量中的相应开关向量,根据该指定的离线优化判据分别为该N个模块中的相应模块指明最佳开关位置,其中该N个开关向量中的相应开关向量对应于该多个离线开关表(29)中的N个离线开关表中的相应离线开关表,并且该多个离线开关表(29)中的N个离线开关表跨越完备向量空间。
8.根据前述7所述的方法,其中借由该多个离线开关表(29)中按时间步幅的比例分布的N个离线开关表的线性组合来提供在线开关表(15),其中,按照该指定的在线选择判据来计算相应的线性系数,并且该相应的线性系数的标量值对应于时间步幅在多个时间步幅的时间历程中的相应比例。
9.根据前述1-8中任一项所述的方法,其中在从该多个在线开关表(15)选择一个在线开关表之后,在每一另外的时间步幅中分别将相应分配给各个模块的模块开关状态置换到模块串的下一模块。
10.一种用于对多电平转换器进行开关控制的***,其中该多电平转换器具有多个模块,其中该多个模块中的每个模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器,其中在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联地布置,并且在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关,其中借由该至少两个可控开关各自的开关位置而使该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态,其中借由该开关控制而由该多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态,其中该***包括调制器(10)和调度器,并且向该开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量,其中被分为离线部分(2)和在线部分(1)的开关控制被配置成,
在该离线部分(2)中,
·优化器连续依次地计算多个离线开关表(29),并且
·根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数(24)以便计算该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表,以用于评估该总开关状态,并且
在该在线部分(1)中,
·连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表(15)中选择在线开关表,
·针对每个时间步幅,调制器(10)实时为相应的电压请求分配相应的电压电平,并且
·针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态(14)并且将其转发给所有模块。
11.根据前述10所述的***,其中,该***被配置成用于执行根据前述2至9所述的方法。
不言而喻,在不脱离本发明范围的情况下,以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在相应给出的组合中使用,而且还可以在其他组合中或者单独地使用。
附图说明
图1以示意图展示了根据本发明的方法的一个实施方式进行的开关控制的在线部分和离线部分。
具体实施方式
在图1中以示意图展示了在根据本发明的方法的一个实施方式的模块化多电平转换器中进行的开关控制的在线部分1(也被称为高速回路)和离线部分2(也被称为低速回路)。在离线部分2中,针对相应成本函数计算出多个解。为此,在具有所有可用的总开关状态的表20中查询可以实现相应可能的模块开关状态21和要切换的电压差22的那些开关位置。在此例如输出六种可能的模块开关状态作为结果23,这些模块开关状态可以实现指定的条件21、22。这些模块开关状态作为根据相应的离线优化判据进行的成本函数24的计算的输入,其中在此例如还包括具有相应模块的串的电流方向25。因此,在有六个模块开关状态23被找到的示例中,输出成本函数24的总计二乘以六个值,即十二个值26。例如,在这十二个值26当中,确定在值26当中具有最小的成本函数值27的那些模块开关状态28(根据电流方向是成双的)。这些关于两个电流方向的模块开关状态28形成在离线部分2中计算出的离线开关表29,这些离线开关表例如是针对指定条件21、22下的每个可能的形势或其子选择计算得出的,并且因此提供多个离线开关表29。在在线部分1中,现在可以以显著较低的计算工作量来访问所提供的多个离线开关表29。调制器10为相应请求的或要输出的总开关状态14(例如通过正弦参考信号被指定)指定要由模块化多电平转换器输出的特定电压电平,在指定的电压差12和电流方向13下根据来自多个在线开关表15中的一个在线开关表从当前模块开关状态11形成该特定电压电平。可以根据在线选择判据从多个在线开关表中选择相应的在线开关表。

Claims (11)

1.一种用于对多电平转换器进行开关控制的方法,其中该多电平转换器具有多个模块,其中该多个模块中的每个模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器,其中在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联地布置,并且在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关,其中借由该至少两个可控开关各自的开关位置而使该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态,其中借由该开关控制而由该多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态,其中向该开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量,其中将该开关控制分为离线部分(2)和在线部分(1),
其中在该离线部分(2)中,
·优化器连续依次地计算多个离线开关表(29),并且
·根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数(24)以便计算该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表,以用于评估该总开关状态,
其中在该在线部分(1)中,
·连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表(15)中选择在线开关表,
·针对每个时间步幅,调制器(10)实时为相应的电压请求分配相应的电压电平,
·针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态(14)并且将其转发给所有模块。
2.根据权利要求1所述的方法,其中至少从下列清单选择相应指定的在线选择判据和/或相应指定的离线优化判据,以通过该成本函数评估该总开关状态:相应储能器的最小电流负载、多电平转换器的所有储能器的均匀放电、最小正向导通损耗、最小储能器损耗、最小总损耗。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中提供从该多个离线开关表(29)中选择具有相似的该成本函数(24)最小化值(27)的整数M个离线开关表。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其中该优化器提供的该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表已经根据相应不同的离线优化判据进行了优化。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中针对每个时间步幅重新从该多个在线开关表(15)中选择在线开关表。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其中将与用于计算该多个离线开关表(29)的相应离线优化判据不同的判据选择作为用于从该多个在线开关表(15)中选择在线开关表的在线选择判据。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其中针对指定的离线优化判据来计算对应于N个模块的N个开关向量,其中借助该N个开关向量中的相应开关向量,根据该指定的离线优化判据分别为该N个模块中的相应模块指明最佳开关位置,其中该N个开关向量中的相应开关向量对应于该多个离线开关表(29)中的N个离线开关表中的相应离线开关表,并且该多个离线开关表(29)中的N个离线开关表跨越完备向量空间。
8.根据权利要求7所述的方法,其中借由该多个离线开关表(29)中按时间步幅的比例分布的N个离线开关表的线性组合来提供在线开关表(15),其中,按照该指定的在线选择判据来计算相应的线性系数,并且该相应的线性系数的标量值对应于时间步幅在多个时间步幅的时间历程中的相应比例。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中在从该多个在线开关表(15)选择一个在线开关表之后,在每一另外的时间步幅中分别将相应分配给各个模块的模块开关状态置换到模块串的下一模块。
10.一种用于对多电平转换器进行开关控制的***,其中该多电平转换器具有多个模块,其中该多个模块中的每个模块具有:在第一侧上的至少一个端子和在第二侧上的至少一个端子、至少两个可控开关以及至少一个储能器,其中在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第一连接中该至少一个储能器与该至少两个可控开关中的第一可控开关串联地布置,并且在该第一侧上的至少一个端子与该第二侧上的至少一个端子之间的第二连接中布置有该至少两个可控开关中的第二可控开关,其中借由该至少两个可控开关各自的开关位置而使该多个模块中的每个模块具有相应的模块开关状态,其中借由该开关控制而由该多个模块的各个模块开关状态形成总开关状态,其中该***包括调制器(10)和调度器,并且向该开关控制连续地提供该多电平转换器的所有储能器的当前电量,其中被分为离线部分(2)和在线部分(1)的开关控制被配置成,
在该离线部分(2)中,
·优化器连续依次地计算多个离线开关表(29),并且
·根据至少一个相应指定的离线优化判据来最小化相应的成本函数(24)以便计算该多个离线开关表(29)中的相应离线开关表,以用于评估该总开关状态,并且
在该在线部分(1)中,
·连续依次地根据指定的在线选择判据从该多个离线开关表(15)中选择在线开关表,
·针对每个时间步幅,调制器(10)实时为相应的电压请求分配相应的电压电平,并且
·针对该相应的电压电平,调度器基于所选的在线开关表获取相应的总开关状态(14)并且将其转发给所有模块。
11.根据权利要求10所述的***,其中,该***被配置成用于执行根据权利要求2至9中任一项所述的方法。
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