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1. (WO2018041357) CONVERTER ASSEMBLY AND METHOD FOR OPERATING SAME
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Pub. No.: WO/2018/041357 International Application No.: PCT/EP2016/070637
Publication Date: 08.03.2018 International Filing Date: 01.09.2016
IPC:
H02M 7/00 (2006.01) ,H02M 7/68 (2006.01) ,H02M 7/757 (2006.01) ,H02J 3/36 (2006.01) ,H02M 1/00 (2007.01)
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
7
Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
66
with possibility of reversal
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by static converters
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
66
with possibility of reversal
68
by static converters
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using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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using semiconductor devices only
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
J
CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
3
Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
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Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
H ELECTRICITY
02
GENERATION, CONVERSION, OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
M
APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Details of apparatus for conversion
Applicants:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Werner-von-Siemens-Straße 1 80333 München, DE
Inventors:
HOFMANN, Viktor; DE
BAKRAN, Mark-Matthias; DE
SCHÖN, Andre; DE
Priority Data:
Title (EN) CONVERTER ASSEMBLY AND METHOD FOR OPERATING SAME
(FR) ENSEMBLE ONDULEUR ET PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT DE CELUI-CI
(DE) UMRICHTERANORDUNG SOWIE VERFAHREN ZU DEREN BETRIEB
Abstract:
(EN) The invention relates, inter alia, to a method for actuating a modular converter assembly (10), for example a modular multilevel converter (MMC), having at least one AC voltage terminal to which or from which an alternating current can be supplied or drawn and at least two DC voltage terminals to which or from which a direct current can be supplied or drawn. The converter assembly comprises at least one series circuit (R1, R2, R3), the external terminals of which form the DC voltage terminals of the converter assembly. The series circuit comprises two sub-circuits which are connected in series and the electric connection points of which form the AC voltage terminal or one of the AC voltage terminals of the converter assembly, and each of the sub-circuits comprises at least two sub-modules connected in series, each said sub-module having at least two switches and a capacitor. In the method, the actuation of the sub-modules, and thus the activation or deactivation of the respective capacitors of the sub-modules, is carried out at least also on the basis of the capacitor voltage of the respective capacitor. According to the invention, at least one capacitor is operated exclusively in a unipolar manner and at least one capacitor is operated in a bipolar manner in at least one of the sub-circuits. As part of the actuation of the converter assembly, the sub-circuit is operated with a modulation index which is greater than one. In a time domain in which the temporal mean value of the current flowing through the sub-circuit has a different sign than the respective actual current flowing through the sub-circuit, the capacitor(s) operating in a unipolar manner is/are preferred over the capacitor(s) operating in a bipolar manner, i.e. the capacitor(s) operating in a unipolar manner is/are preferably reactivated or remain activated. The selection of the capacitors to be activated or deactivated is carried out in a selection loop which is carried out repeatedly.
(FR) L’invention concerne entre autres un procédé de commande d’un ensemble onduleur modulaire (10), par exemple ce qu'on appelle les convertisseurs modulaires à plusieurs niveaux (MMC), qui comportent au moins une borne de tension alternative, au niveau de laquelle est appliqué ou prélevé un courant alternatif, et au moins deux bornes de tension continue au niveau desquelles peut être appliqué ou prélevé un courant continu. L’ensemble onduleur comporte au moins un circuit série (R1, R2, R3) dont les bornes extérieures forment les bornes de tension continue de l’ensemble onduleur, le circuit série comprend deux sous-circuits montés en série dont les points de connexion électrique forment la borne de tension alternative ou l’une des bornes de tension alternative de l’ensemble onduleur et les sous-circuits comportent chacun au moins deux sous-modules montés en série, qui comportent chacun au moins deux commutateurs et un condensateur. De plus, dans le procédé, la commande des sous-modules et donc la connexion ou déconnexion des condensateurs respectifs des sous-modules est effectuée au moins également en fonction de la tension du condensateur respectif. Selon l’invention, dans au moins un des sous-circuits au moins un condensateur est utilisé de manière exclusivement unipolaire et au moins un condensateur est utilisé de manière bipolaire et le sous-circuit bipolaire présentant un indice de modulation supérieur à un est utilisé dans le cadre de la commande de l’ensemble onduleur. Dans une plage de temps dans laquelle la valeur moyenne temporelle du courant à travers le sous-circuit a un signe différent de celui du courant actuel respectif à travers le sous-circuit, le ou les condensateurs utilisés de façon unipolaire sont préférés aux condensateurs utilisés de façon bipolaire, à savoir qu’ils sont de préférence reconnectés ou qu’ils restent de préférence connectés. La sélection des condensateurs à connecter ou déconnecter s’effectue dans une boucle de sélection parcourue plusieurs fois.
(DE) Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Verfahren zum Ansteuern einer modularen Umrichteranordnung (10), z.B. sogenannte Modular Multilevel Converters (MMC), die zumindest einen Wechselspannungsanschluss, an dem ein Wechselstrom eingespeist oder entnommen werden kann, und zumindest zwei Gleichspannungsanschlüsse, an denen ein Gleichstrom eingespeist oder entnommen werden kann, aufweist wobei die Umrichteranordnung mindestens eine Reihenschaltung (R1, R2, R3) umfasst, deren äußere Anschlüsse die Gleichspannungsanschlüsse der Umrichteranordnung bilden, die Reihenschaltung zwei in Reihe geschaltete Teilschaltungen umfasst, deren elektrische Verbindungsstelle den oder einen der Wechselspannungsanschlüsse der Umrichteranordnung bildet, und die Teilschaltungen jeweils mindestens zwei in Reihe geschaltete Teilmodule umfassen, die jeweils mindestens zwei Schalter und einen Kondensator aufweisen, und wobei bei dem Verfahren die Ansteuerung der Teilmodule und damit das Ein- oder Ausschalten der jeweiligen Kondensatoren der Teilmodule zumindest auch in Abhängigkeit von der Kondensatorspannung des jeweiligen Kondensators erfolgt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei zumindest einer der Teilschaltungen mindestens ein Kondensator ausschließlich unipolar betrieben wird und mindestens ein Kondensator bipolar betrieben wird und im Rahmen der Ansteuerung der Umrichteranordnung die Teilschaltung mit einem Modulationsindex größer als Eins betrieben wird, wobei in einem Zeitbereich, in dem der zeitliche Mittelwert des Stromes durch die Teilschaltung ein anderes Vorzeichen als der jeweils aktuelle Strom durch die Teilschaltung aufweist, der oder die unipolar betriebenen Kondensatoren gegenüber dem oder den bipolar betriebenen Kondensatoren bevorzugt werden, nämlich bevorzugt neu eingeschaltet werden oder bevorzugt eingeschaltet bleiben. Die Auswahl der zu- oder abzuschaltenden Kondensatoren erfolgt in einer Auswahlschleife, die wiederholt durchlaufen wird.
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Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
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African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)