JP7008043B2 - コンバータの内部エネルギー制御用モジュール - Google Patents
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Description
Claims (21)
- AC電圧をDC電圧に変換、又はその逆の変換を行うモジュラマルチレベル電圧コンバータ(10)であって、
前記コンバータは、DC電源ネットワーク(110)へ接続するためのDC部分(10A)と、AC電源ネットワーク(120)へ接続するためのAC部分(10C)とを備え、
前記コンバータは、複数の脚を備え、
それぞれの前記脚は、上側アーム及び下側アームを備え、
それぞれのアームは、各サブモジュールに特有の制御部材によって個々に制御可能な複数のサブモジュール(SMxij)を備え、
それぞれのサブモジュールは、各サブモジュールの制御部材が「オン」状態にあるときに前記アーム内に直列に接続可能なキャパシタ(CSM)を備え、
前記コンバータは、前記コンバータの上側又は下側アームのサブモジュールのキャパシタ内に蓄積された内部エネルギーを調整するように構成された制御モジュール(12)を含み、
前記制御モジュールは、コンバータの動作電力の設定値と共にモジュールDC電源ネットワーク及びAC電源ネットワークで測定されるパラメータを使用することによって、前記内部エネルギーを上限より小さく及び/又は下限より大きくなるように制限するのに適しており、
前記制御モジュールは、前記DC電源ネットワーク及び前記AC電源ネットワーク上で測定されたパラメータを使用して、前記内部エネルギーの上限及び/又は下限を決定するように構成されており、前記内部エネルギーの上限及び/又は下限は、前記DC電源ネットワーク及び前記AC電源ネットワークの状態に応じて変化することを特徴とするモジュラマルチレベル電圧コンバータ。 - 前記DC電源ネットワーク及び前記AC電源ネットワーク上で測定された前記パラメータは、前記AC電源ネットワーク上で測定された電圧値vgと、前記DC電源ネットワーク上で測定された電圧値Vdcとを含むことを特徴とする請求項1に記載のコンバータ。
- 前記コンバータの動作電力の設定点は、有効AC電力設定点P* ac、無効AC電力設定点Q* ac、及びDC電力設定点P* dcを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュール(12)は、前記DC電源ネットワーク上及び前記AC電源ネットワーク上で測定された前記パラメータの関数として、また前記コンバータの動作電力の前記設定値の関数として、中間変数を計算するように構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載のコンバータ。
- 前記中間変数は、前記AC電源ネットワークの電圧ベクトルと前記AC電源ネットワークに流れる電流のベクトルとの間の位相差のための位相シフト変数θも含むことを特徴とする請求項4から7のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記コンバータの動作電力の設定点は、有効AC電力設定点P*ac、無効AC電力設定点Q*ac、及びDC電力設定点P*dcを含み、
前記制御モジュールは、前記AC電源ネットワーク上で測定される前記電圧値vg、前記DC電源ネットワーク上で測定される前記電圧値Vdc、前記有効AC電力設定点P* ac、前記無効AC電力設定点Q* ac及び前記DC電力設定点P* dcの関数として、上側アーム又は下側アームのサブモジュールの前記キャパシタに蓄積される内部エネルギーの前記下限及び前記上限を決定するための決定モジュール(14)を含む、請求項2に記載のコンバータ。 - 前記制御モジュールは、上限と下限の機能としての内部エネルギー設定点を補正するための補正モジュール(16)が含まれ、前記機能が、前記制御モジュールによって提供されるように構成されていることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュールは、前記コンバータの内部エネルギーを調整し、前記コンバータの内部エネルギー設定値を入力として有し、前記コンバータの前記キャパシタの電力設定値を送出するレギュレータ(18)を含むことを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュールは、前記コンバータと前記AC電源ネットワークとの間の接続点における電力を調整し、入力として有効AC電力設定点P* ac及び無効AC電力設定点Q* acを有し、AC電流設定点i* gd及びAC電流設定点i* gqを送出するためのレギュレータ(20)を含む、請求項1から16のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュールは、前記コンバータと前記DC電源ネットワークとの間の接続点における電力を調整し、入力としてDC電力設定点P* dcを有し、差動電流設定点i* diffを送出するためのレギュレータ(24)を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュールは、前記AC電源ネットワークのAC電流igを調整し、前記AC電流igに関連するAC電流設定点i* gd及びAC電流設定点i* gqを入力として有し、等価AC内部電圧設定点v* vを出力として供給するためのレギュレータ(22)を含む、請求項1から18のいずれか一項に記載のコンバータ。
- 前記制御モジュールは、差動電流idiffを調整し、入力として前記差動電流idiffに関連する差動電流設定点i* diffを有し、出力として差動電圧設定点v* diffを供給するレギュレータ(26)を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載のコンバータ。
- AC電圧をDC電圧に変換、又はその逆の変換を行うモジュラマルチレベル電圧コンバータ(10)の制御方法であって、
前記コンバータは、DC電源ネットワークへ接続するためのDC部分と、AC電源ネットワークへ接続するためのAC部分とを備え、
前記コンバータは、複数の脚を備え、
それぞれの前記脚は、上側アーム及び下側アームを備え、
それぞれのアームは、各サブモジュールに特有の制御部材によって個々に制御可能な複数のサブモジュールを備え、
それぞれのサブモジュールは、各サブモジュールの制御部材が「オン」状態にあるときに、前記アーム内に直列に接続可能なキャパシタを備え、
前記コンバータは、前記コンバータの上側又は下側アームのサブモジュールのキャパシタに蓄積された内部エネルギーを調整するステップを含み、
前記内部エネルギーは、DC電源ネットワーク及びAC電源ネットワーク上で測定されたパラメータを、コンバータの動作電力の設定値と共に使用することによって、上限より小さく及び/又は下限より大きくなるように制限され、
前記内部エネルギーの上限及び/又は下限が、前記DC電源ネットワーク及び前記AC電源ネットワーク上で測定されたパラメータを使用して決定され、前記DC電源ネットワーク及び前記AC電源ネットワークの状態に応じて変化することを特徴とするモジュラマルチレベル電圧コンバータの制御方法。
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