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特表2023-537343アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法およびコンバータ制御方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-31
(54)【発明の名称】アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法およびコンバータ制御方法
(51)【国際特許分類】
H02M 7/12 20060101AFI20230824BHJP
【ＦＩ】
H02M7/12 H
H02M7/12 X
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023507747
(86)(22)【出願日】2021-09-07
(85)【翻訳文提出日】2023-02-03
(86)【国際出願番号】 CN2021116978
(87)【国際公開番号】W WO2022052916
(87)【国際公開日】2022-03-17
(31)【優先権主張番号】202010934017.X
(32)【優先日】2020-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515063024
【氏名又は名称】南京南瑞▲継▼保▲電気▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＮＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯ．， ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ６９ Ｓｕｙｕａｎ Ａｖｅｎｕｅ， Ｊｉａｎｇｎｉｎｇ Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ
(71)【出願人】
【識別番号】515063046
【氏名又は名称】南京南瑞▲継▼保工程技▲術▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＮＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．６９ Ｓｕｙｕａｎ Ａｖｅｎｕｅ， Ｊｉａｎｇｎｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ， Ｊｉａｎｇｓｕ， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100121728
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 勝守
(74)【代理人】
【識別番号】100165803
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 修平
(72)【発明者】
【氏名】謝 曄源
(72)【発明者】
【氏名】王 宇
(72)【発明者】
【氏名】盛 曉東
【テーマコード（参考）】
5H006
【Ｆターム（参考）】
5H006BB00
5H006CA01
5H006CB01
5H006CC03
5H006DB01
5H006FA00
(57)【要約】
本願はアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法を提供し、エネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とに基づいて、コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算すること、有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得ること、有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得ること、制御システムが有効電力修正指令をエネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、無効電力修正指令を非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとエネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てること、エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行すること、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行すること、を含む。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法であって、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算することと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含むコンバータチェーン制御方法。
【請求項2】
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するということは、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtを計算することと、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、Ｖtを半径として、第１円を形成することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcを計算することと、
収集した電力網電圧有効値ベクトルＶsの終端を円の中心とし、Ｖcを半径として、第２円を形成することと、
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算することと、を含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項3】
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するということは、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ以下の式に従って計算することをさらに含み、
【数1】
【請求項4】
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算するということは、前記第１円が前記第２円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
【数2】
前記第２円が前記第１円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
【数3】
前記第１円と前記第２円が交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定することと、
前記第１円と前記第２円とが接する場合、前記有効電力の最大値は０であることと、
前記第１円と前記第２円とが互いに離れている場合、前記コンバータチェーンは故障状態にあることと、を含む請求項２に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項5】
前記第１円と前記第２円が交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定するということは、前記有効電力の最大値Ｐmaxを次の式に従って計算することを含み、
θ≧９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩeであり、
θ＜９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩesinθであり、
θは前記第２円の中心から前記交点までのベクトルとベクトルＶsがなす角度である請求項４に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項6】
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るということは、前記有効電力の最大値Ｐmaxが前記有効電力指令Ｐrefより大きいか否かを判断することと、
Ｐmax≧Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐrefであることと、
Ｐmax＜Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐmaxであることと、を含む請求項２に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項7】
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るということは、前記有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、前記コンバータチェーンの無効電力の最大値Ｑmaxを以下の式に従って計算することと、
【数4】
Ｑmax≧Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑrefであることと、
Ｑmax＜Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑmaxであることと、を含む請求項６に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項8】
前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てるということは、前記有効電力修正指令Ｐref’と、前記無効電力修正指令Ｑref’と、電力網電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流有効値を計算することと、
Ｖsと逆三角関数φ＝ａｒｃｔａｎ（Ｑref’／Ｐref’）により方向を決定することで、電流の有効値ベクトルＩsを決定することと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線が前記第２円と交わる又は接する場合、前記無効電力修正指令Ｑref’の全てを前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線と前記第２円とが互いに離れている場合、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第２無効電力修正指令Ｑ2ref＝Ｖc×Ｉsであり、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第１無効電力修正指令Ｑ1ref＝Ｑref’－Ｑ2refであることと、を含む請求項７に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項9】
前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てるということは、前記電力ユニットの効率最適化の原則に従って、前記無効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることを含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項10】
前記エネルギー貯蔵サブモジュールと前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは相互に変換することができ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールまたは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは故障バイパスサブモジュールに変換することができる請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項11】
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行するということは、割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令を外ループ制御目標とすることと、
前記外ループ制御目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と電流実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項12】
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するということは、前記非エネルギー貯蔵コンバータサブモジュールの直流電圧の平均値と割り当てられた無効電力を外ループ制御目標とすることと、
前記外ループ制御目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各非エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各非エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項13】
前記分離ユニットは、分離スイッチおよび／または分離機能を有するＤＣ／ＤＣ回路を含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項14】
前記電力ユニットは、直流容量と、ブリッジ回路とを含み、前記ブリッジ回路は２組の電力半導体装置からなるハーフブリッジ回路または４組の電力半導体装置からなるフルブリッジ回路を含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項15】
前記コンバータチェーン制御方法は、前記エネルギー貯蔵サブモジュール中のエネルギー貯蔵ユニットが故障した場合、前記分離スイッチを分離し、または前記ＤＣ／ＤＣ変換器を閉鎖し、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
請求項１のステップを繰り返すことと、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項16】
前記エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、前記非エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記非エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
請求項１のステップを繰り返すことと、をさらに含む請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法。
【請求項17】
アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法であって、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ計算することと、
収集した電力網の電圧有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、それぞれＶt、Ｖcを半径として第１円および第２円を形成し、第１円と第２円との位置関係に基づいて前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値Ｐmaxを計算することと、
有効電力最大値Ｐmaxに基づいて、受信した有効電力指令Ｐrefを修正して有効電力修正指令Ｐref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、受信した無効電力指令Ｑrefを修正し、無効電力修正指令Ｑref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
有効電力修正指令Ｐref’と、無効電力修正指令Ｑref’と、電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流Ｉs値および方向を計算し、電流Ｉs値および方向と前記第２円との位置関係に基づいて無効電力修正指令Ｑref’の割当原則を決定することと、
前記割当原則に基づいて、無効電力修正指令Ｑref’を非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとエネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーン、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令および／または無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含むアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法。
【請求項18】
アクティブモジュール化のコンバータ制御方法であって、前記コンバータは、３つのアクティブモジュール化のコンバータチェーンを含み、それぞれＡ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンであり、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御方法は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1A、Ｎ1B、Ｎ1Cと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2A、Ｎ2B、Ｎ2Cとをそれぞれ読み取ることと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数をそれぞれ調整し、Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ1minとなり、非エネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ2minとなり、かつ以下の条件を満たすことと、
Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）
Ｎ2min＝ｍｉｎ（Ｎ2A＋Ｎ1A－Ｎ1min；Ｎ2B＋Ｎ1B－Ｎ1min；Ｎ2C＋Ｎ1C－Ｎ1min）、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1minと非エネルギー貯蔵サブモジュール数Ｎ2minとに基づいて、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンの出力する有効電力のバランスをとるように、請求項１～１７のいずれか１項に記載のコンバータチェーン制御方法を実行することと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数または非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が変化した場合、前記ステップを繰り返すことと、を含むアクティブモジュール化のコンバータ制御方法。
【請求項19】
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンの出力する有効電力のバランスをとるということは、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンがそれぞれ出力する有効電力は等しいことを含む請求項１８に記載のコンバータ制御方法。
【請求項20】
アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御装置であって、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するための有効電力最大値計算モジュールと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るための有効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るための無効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てるための電力指令割当モジュールと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、および、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するための電力指令実行モジュールと、を含むアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御装置。
【請求項21】
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第１制御サブモジュールと、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第２制御サブモジュールと、をさらに含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、前記第１制御サブモジュールと前記第２制御サブモジュールとの入力と出力を調整する請求項２０に記載のコンバータチェーン制御装置。
【請求項22】
アクティブモジュール化のコンバータ制御装置であって、前記コンバータは３つの有効モジュール化コンバータチェーンを含み、それぞれＡ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンであり、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御装置は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ読み取るためのサブモジュール数読取モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ調整するためのサブモジュール数調整モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とに基づいて、請求項１に記載のコンバータチェーン制御方法を実行するための電力修正と割当モジュールと、を含むアクティブモジュール化のコンバータ制御装置。
【請求項23】
アクティブモジュール化のコンバータ制御電子機器であって、１つまたは複数のプロセッサと、
１つまたは複数のプログラムを記憶する記憶装置と、を含み、
１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記１つまたは複数のプロセッサに、請求項１８に記載のコンバータ制御方法を実現させるアクティブモジュール化のコンバータ制御電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願はハイパワー電力電子変流の技術分野に関し、具体的には、アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法、装置ならびにコンバータの制御方法、装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
大容量ハイパワー電力電子変流の技術分野では、マルチレベルコンバータはモジュール化カスケード技術を利用して、エネルギー貯蔵装置をサブモジュールに集積し、モジュール化の程度が高く、調波特性が良く、等価スイッチング周波数が低いなどの利点があり、現在は高圧電力電子分野の標準的なトポロジとなっている。エネルギー貯蔵ユニットをサブモジュールとしてモジュール化のマルチレベルコンバータに集積することにより、交直流電力変換とエネルギー貯蔵を同時に実現することができる。
【0003】
これにより誕生したアクティブ型モジュール化のコンバータは、エネルギー貯蔵システムのアクセス要求を効果的に満たし、交直流システム間の故障伝播を緩和または分離することができる実行可能な方法である。エネルギー貯蔵ユニットを備えたマルチレベルコンバータは、エネルギー貯蔵ユニットの故障や電力ユニットの故障を考慮する必要がある。異なる状態のサブモジュールは、異なる運転特性を有し、例えば、エネルギー貯蔵ユニットの正常なサブモジュールは、有効電力と無効電力を提供することができるが、エネルギー貯蔵ユニットの故障またはエネルギー貯蔵ユニットのないサブモジュールは、無効電力の調整と交流電圧の支持の役割を果たすだけである。
【0004】
従来技術では、ハイブリッドユニットカスケードＨブリッジ貯蔵システムの単相電力制御方法が、容量サブモジュールと貯蔵サブモジュールの制御概念を導入し、システム動作のベクトル図を分析したが、各種タイプのサブモジュールの数が動的に変化し、コンバータチェーンの有効電力と無効電力の調整能力も数の変化に応じて変化することを無視した。この場合、コンバータチェーンが制御指令を受信すると、電力調整能力の制限により指令通りに実行できないおそれがある。もし元のままの指令に従って実行すると、システム制御が不安定になるなどの問題を引き起こす。
【発明の概要】
【0005】
これに基づいて、本願はアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法を提供する。
【0006】
前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算することと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当て、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含む。
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算することと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得ることと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当て、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含む。
【0007】
本願のいくつかの実施形態により、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーン出力の有効電力最大値を計算することは、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtを計算することと、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、Ｖtを半径として、第１円を形成することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcを計算することと、
収集した電力網電圧有効値ベクトルＶsの終端を円の中心とし、Ｖcを半径として、第２円を形成することと、
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算することと、を含む。
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtを計算することと、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、Ｖtを半径として、第１円を形成することと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcを計算することと、
収集した電力網電圧有効値ベクトルＶsの終端を円の中心とし、Ｖcを半径として、第２円を形成することと、
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算することと、を含む。
【0008】
本願のいくつの実施形態により、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力有効電力最大値を計算することは、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ以下の式に従って計算することをさらに含み、
ＶOtは前記エネルギー貯蔵サブモジュールの直流電圧であり、ｍtは前記エネルギー貯蔵サブモジュールの変調比であり、ＶOcは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの直流電圧であり、ｍcは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの変調比である。
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ以下の式に従って計算することをさらに含み、
【数1】
【0009】
本願のいくつかの実施形態により、前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算することは、
前記第１円が前記第２円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
Ｖsは収集した電力網の電圧ベクトルであり、Ｉeは前記コンバータチェーンの定格電流であり、
前記第２円が前記第１円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
θは前記第２円の中心から前記第１円への接線ベクトルとベクトルＶsがなす角度であり、
前記第１円と前記第２円とが交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定することと、
前記第１円と前記第２円とが接する場合、前記有効電力の最大値は０であることと、
前記第１円と前記第２円とが互いに離れている場合、前記コンバータチェーンは故障状態にあることと、を含む。
前記第１円が前記第２円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
【数2】
前記第２円が前記第１円を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算することと、
【数3】
前記第１円と前記第２円とが交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定することと、
前記第１円と前記第２円とが接する場合、前記有効電力の最大値は０であることと、
前記第１円と前記第２円とが互いに離れている場合、前記コンバータチェーンは故障状態にあることと、を含む。
【0010】
本願のいくつかの実施形態により、前記第１円と前記第２円とが交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定することは、
前記有効電力の最大値Ｐmaxを次の式に従って計算することを含み、
θ≧９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩeであり、
θ＜９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩesinθであり、
θは前記第２円形中心から前記交点までのベクトルとベクトルＶsがなす角度である。
前記有効電力の最大値Ｐmaxを次の式に従って計算することを含み、
θ≧９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩeであり、
θ＜９０°の場合、Ｐmax＝ＶsＩesinθであり、
θは前記第２円形中心から前記交点までのベクトルとベクトルＶsがなす角度である。
【0011】
本願のいくつかの実施形態により、前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得ることは、
前記有効電力の最大値Ｐmaxが前記有効電力指令Ｐrefより大きいか否かを判断することと、
Ｐmax≧Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐrefであることと、
Ｐmax＜Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐmaxであることと、を含む。
前記有効電力の最大値Ｐmaxが前記有効電力指令Ｐrefより大きいか否かを判断することと、
Ｐmax≧Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐrefであることと、
Ｐmax＜Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐmaxであることと、を含む。
【0012】
本願のいくつかの実施形態により、前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得ることは、
前記有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、前記コンバータチェーンの無効電力の最大値Ｑmaxを以下の式に従って計算することと、
前記無効電力の最大値Ｑmaxが前記無効電力指令Ｑrefより大きいか否かを判断することと、
Ｑmax≧Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑrefであることと、
Ｑmax＜Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑmaxであることと、を含む。
前記有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、前記コンバータチェーンの無効電力の最大値Ｑmaxを以下の式に従って計算することと、
【数4】
Ｑmax≧Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑrefであることと、
Ｑmax＜Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑmaxであることと、を含む。
【0013】
本願のいくつかの実施形態により、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることは、
前記有効電力修正指令Ｐref’と、前記無効電力修正指令Ｑref’と、電力網電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流有効値を計算することと、
Ｖsと逆三角関数φ＝ａｒｃｔａｎ（Ｑref’／Ｐref’）により方向を決定することで、電流有効値ベクトルＩsを決定することと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線が前記第２円形と交わる又は接する場合、前記無効電力修正指令Ｑref’の全てを前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線と前記第２円とが互いに離れている場合、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第２無効電力修正指令Ｑ2ref＝Ｖc×Ｉsであり、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第１無効電力修正指令Ｑ1ref＝Ｑref’－Ｑ2refであることと、を含む。
前記有効電力修正指令Ｐref’と、前記無効電力修正指令Ｑref’と、電力網電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流有効値を計算することと、
Ｖsと逆三角関数φ＝ａｒｃｔａｎ（Ｑref’／Ｐref’）により方向を決定することで、電流有効値ベクトルＩsを決定することと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線が前記第２円形と交わる又は接する場合、前記無効電力修正指令Ｑref’の全てを前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
前記電流ベクトルＩsまたはその延長線と前記第２円とが互いに離れている場合、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第２無効電力修正指令Ｑ2ref＝Ｖc×Ｉsであり、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第１無効電力修正指令Ｑ1ref＝Ｑref’－Ｑ2refであることと、を含む。
【0014】
本願のいくつかの実施形態により、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることは、
前記電力ユニットの効率最適化の原則に従って、前記無効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることを含む。
前記電力ユニットの効率最適化の原則に従って、前記無効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることを含む。
【0015】
本願のいくつかの実施形態により、前記エネルギー貯蔵サブモジュールと前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは相互に変換することができ、前記エネルギー貯蔵サブモジュール、または前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは、故障バイパスサブモジュールに変換することができる。
【0016】
本願のいくつかの実施形態により、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行することは、
割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令を外ループ制御目標とすることと、
前記外ループ制御の目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と電流実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む。
割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令を外ループ制御目標とすることと、
前記外ループ制御の目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と電流実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む。
【0017】
本願のいくつかの実施形態により、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することは、
前記非エネルギー貯蔵コンバータサブモジュールの直流電圧の平均値と割り当てられた無効電力を外ループ制御の目標とすることと、
前記外ループ制御の目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各非エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各非エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む。
前記非エネルギー貯蔵コンバータサブモジュールの直流電圧の平均値と割り当てられた無効電力を外ループ制御の目標とすることと、
前記外ループ制御の目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得ることと、
前記電流指令値と実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得ることと、
前記出力電圧の所定値を各非エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てることと、
前記各非エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することと、を含む。
【0018】
本願のいくつかの実施形態により、前記分離ユニットは、分離スイッチおよび／または分離機能を有するＤＣ／ＤＣ回路を含む。
【0019】
本願のいくつかの実施形態により、前記電力ユニットは、直流容量と、ブリッジ回路とを含み、前記ブリッジ回路は２組の電力半導体装置からなるハーフブリッジ回路または４組の電力半導体装置からなるフルブリッジ回路を含む。
【0020】
本願のいくつかの実施形態により、前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュール中のエネルギー貯蔵ユニットが故障した場合、前記分離スイッチを分離し、または前記ＤＣ／ＤＣ変換器を閉鎖し、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
前記コンバータチェーン制御方法のステップを繰り返すことと、をさらに含む。
前記エネルギー貯蔵サブモジュール中のエネルギー貯蔵ユニットが故障した場合、前記分離スイッチを分離し、または前記ＤＣ／ＤＣ変換器を閉鎖し、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
前記コンバータチェーン制御方法のステップを繰り返すことと、をさらに含む。
【0021】
本願のいくつかの実施形態により、前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記非エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
前記コンバータチェーン制御方法のステップを繰り返すことと、をさらに含む。
前記エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記非エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換することと、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新することと、
前記コンバータチェーン制御方法のステップを繰り返すことと、をさらに含む。
【0022】
また、本願はアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法を提供し、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ計算することと、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、それぞれＶt、Ｖcを半径として第１円と第２円を形成し、第１円と第２円との位置関係に基づいて前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値Ｐmaxを計算することと、
有効電力の最大値Ｐmaxに基づいて、受信した有効電力指令Ｐrefを修正して有効電力修正指令Ｐref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、受信した無効電力指令Ｑrefを修正し、無効電力修正指令Ｑref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
有効電力修正指令Ｐref’と、無効電力修正指令Ｑref’と、電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流Ｉs値および方向を計算し、電流Ｉs値および方向と前記第２円との位置関係に基づいて無効電力修正指令Ｑref’の割当原則を決定することと、
前記割当原則に基づいて、無効電力修正指令Ｑref’を非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとエネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーン、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンは、割り当てられた有効電力修正指令および／または無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含む。
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御方法は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcをそれぞれ計算することと、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、それぞれＶt、Ｖcを半径として第１円と第２円を形成し、第１円と第２円との位置関係に基づいて前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値Ｐmaxを計算することと、
有効電力の最大値Ｐmaxに基づいて、受信した有効電力指令Ｐrefを修正して有効電力修正指令Ｐref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、受信した無効電力指令Ｑrefを修正し、無効電力修正指令Ｑref’を得ることと、
有効電力修正指令Ｐref’を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てることと、
有効電力修正指令Ｐref’と、無効電力修正指令Ｑref’と、電圧有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流Ｉs値および方向を計算し、電流Ｉs値および方向と前記第２円との位置関係に基づいて無効電力修正指令Ｑref’の割当原則を決定することと、
前記割当原則に基づいて、無効電力修正指令Ｑref’を非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとエネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーン、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンは、割り当てられた有効電力修正指令および／または無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行することと、を含む。
【0023】
また、本願はアクティブモジュール化のコンバータ制御方法を提供し、前記コンバータは、３つのアクティブモジュール化のコンバータチェーンを含み、それぞれＡ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンであり、
前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールは、Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御方法は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1A、Ｎ1B、Ｎ1Cと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2A、Ｎ2B、Ｎ2Cとをそれぞれ読み取ることと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数をそれぞれ調整し、Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ1minとなり、非エネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ2minとなり、かつ以下の条件を満たすことと、
Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）
Ｎ2min＝ｍｉｎ（Ｎ2A＋Ｎ1A－Ｎ1min；Ｎ2B＋Ｎ1B－Ｎ1min；Ｎ2C＋Ｎ1C－Ｎ1min）、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1minと非エネルギー貯蔵サブモジュール数Ｎ2minとに基づいて、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンの出力する有効電力のバランスをとるように、前記コンバータチェーン制御方法を実行することと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数または非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が変化する場合、前記ステップを繰り返すことと、を含む。
前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールは、Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御方法は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1A、Ｎ1B、Ｎ1Cと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2A、Ｎ2B、Ｎ2Cとをそれぞれ読み取ることと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数をそれぞれ調整し、Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ1minとなり、非エネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ2minとなり、かつ以下の条件を満たすことと、
Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）
Ｎ2min＝ｍｉｎ（Ｎ2A＋Ｎ1A－Ｎ1min；Ｎ2B＋Ｎ1B－Ｎ1min；Ｎ2C＋Ｎ1C－Ｎ1min）、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1minと非エネルギー貯蔵サブモジュール数Ｎ2minとに基づいて、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンの出力する有効電力のバランスをとるように、前記コンバータチェーン制御方法を実行することと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数または非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が変化する場合、前記ステップを繰り返すことと、を含む。
【0024】
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンが出力する有効電力のバランスをとるということは、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンそれぞれ出力の有効電力が等しいことを含む。
【0025】
また、本願はアクティブモジュール化のコンバータチェーン制御装置を提供し、前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するための有効電力最大値計算モジュールと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るための有効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るための無効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てるための電力指令割当モジュールと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、および、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するための電力指令実行モジュールと、を含む。
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するための有効電力最大値計算モジュールと、
前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るための有効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るための無効電力指令修正モジュールと、
前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てるための電力指令割当モジュールと、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、および、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するための電力指令実行モジュールと、を含む。
【0026】
本願のいくつかの実施形態により、前記コンバータチェーン制御装置は、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第１制御サブモジュールと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第２制御サブモジュールと、をさらに含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、前記第１制御サブモジュールと前記第２制御サブモジュールとの入力と出力を調整する。
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第１制御サブモジュールと、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第２制御サブモジュールと、をさらに含み、
前記コンバータチェーン制御装置は、前記第１制御サブモジュールと前記第２制御サブモジュールとの入力と出力を調整する。
【0027】
また、本願はアクティブモジュール化のコンバータ制御装置を提供し、前記コンバータは３つの有効モジュール化コンバータチェーンを含み、それぞれＡ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンであり、
前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御装置は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ読み取るためのサブモジュール数読取モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ調整するためのサブモジュール数調整モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とに基づいて、前記コンバータチェーン制御方法を実行するための電力修正と割当モジュールと、を含む。
前記コンバータチェーンは、
直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、Ｎは２以上の整数であり、
前記Ｎ個のサブモジュールはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールと、Ｎ3個の故障バイパスサブモジュールとを含み、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数であり、
前記エネルギー貯蔵サブモジュールは、電力ユニットと、分離ユニットと、エネルギー貯蔵ユニットとを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは電力ユニットを含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュールは非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成し、
前記電力ユニットはバイパススイッチを含み、
前記コンバータ制御装置は、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ読み取るためのサブモジュール数読取モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とをそれぞれ調整するためのサブモジュール数調整モジュールと、
前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数と非エネルギー貯蔵サブモジュールの数とに基づいて、前記コンバータチェーン制御方法を実行するための電力修正と割当モジュールと、を含む。
【0028】
また、本願はアクティブモジュール化のコンバータ制御電子機器を提供し、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプログラムを記憶する記憶装置と、を含み、１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記１つまたは複数のプロセッサに前記コンバータ制御方法を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
本願の実施形態に係る発明をより明確に説明するために、以下では、実施形態の説明において必要とされる図面を簡単に紹介するが、以下の説明における図面は本願の一部の実施形態にすぎず、当業者にとっては、本願が保護を要求する範囲を逸脱することなく、これらの図面に基づき、他の図面を得ることもできることは明白である。
【図1A】本願の例示的な実施形態に係るアクティブモジュール化のコンバータチェーンの構造を示す図である。
【図1B】本願の例示的な実施形態に係る分離ユニットの構造を示す図である。
【図2】本願の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御方法を示すフローチャートである。
【図3A】本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第１位置関係を示す図である。
【図3B】本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第２位置関係を示す図である。
【図3C】本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第３位置関係を示す図である。
【図3D】本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第４位置関係を示す図である。
【図3E】本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第５位置関係を示す図である。
【図4A】本願の例示的な実施形態に係る第１交点の位置を示す図である。
【図4B】本願の例示的な実施形態に係る第２交点の位置を示す図である。
【図4C】本願の例示的な実施形態に係る第３交点の位置を示す図である。
【図5A】本願の第１の例示的な実施形態に係る無効電力の割当を示す図である。
【図5B】本願の第２の例示的な実施形態に係る無効電力の割当を示す図である。
【図6】本願の他の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御方法を示すフローチャートである。
【図7】本願の例示的な実施形態に係るコンバータ制御方法を示すフローチャートである。
【図8】本願の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図9】本願の例示的な実施形態に係るコンバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本願の実施形態の図面に関連して、本願の実施形態の発明を明確に、完全に説明する。明らかに、説明された実施形態は本願の一部の実施形態であり、すべての実施形態ではない。本願における実施形態に基づいて、当業者は創造的な労働を行うことなく取得する他のすべての実施形態は、本願保護の範囲に属する。
【0031】
本明細書では、様々なコンポーネントを記載するために第１、第２などという用語を使用することがあるが、これらのコンポーネントはこれらの用語によって制限されるべきではないことを理解すべきである。これらの用語は、あるコンポーネントと別のコンポーネントを区別するために使用される。従って、以下に述べる第１のコンポーネントは、本願の概念の教示から逸脱することなく、第２のコンポーネントと呼ぶことができる。本明細書で使用されるように、用語「および／または」は、関連するリスト項目のいずれか１つおよび１つまたは複数のすべての組合せを含む。
【0032】
図面は例示的な実施形態の概略図にすぎず、比例ではない可能性があることを、当業者であれば理解することができる。図面中のモジュールまたはフローは、必ずしも本願を実施するために必要なものではないので、本願の保護範囲を制限するためには使用するべきではない。
【0033】
本発明者は、従来のアクティブモジュール化のコンバータチェーンの制御において理想状態のみに基づいて計算し、コンバータチェーン自身の調整能力の制限を考慮していないなどの問題に対して、アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法を提案し、前記コンバータチェーンの自己状態に基づいて制御指令を修正して、コンバータチェーンが最大能力で正常に動作することを確保すると同時に、２つの異なるタイプのサブモジュールに対して合理的な指令割当を行うことによって、コンバータチェーンの運行が最適な状態にあることを保証する。
【0034】
以下、添付図面を用いて、本願の発明を詳細に紹介する。
【0035】
【0036】
本願に係るコンバータチェーン制御方法は、図１Ａに示すアクティブモジュール化のコンバータチェーン１０００に適している。アクティブモジュール化のコンバータチェーン１０００は、直列接続のＮ個のサブモジュールを含み、それぞれはＮ1個のエネルギー貯蔵サブモジュール１００、Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュール２００、およびＮ3個の故障バイパスサブモジュール（図示せず）である。Ｎは２以上の整数であり、Ｎ1、Ｎ2は１以上の整数であり、Ｎ3は０以上の整数である。前記エネルギー貯蔵サブモジュール１００と非エネルギー貯蔵サブモジュール２００のコンバータチェーンにおける位置は連続的であってもよく、すなわち同じタイプのサブモジュールが接続されていてもよく、また、不連続であってもよく、すなわち異なるタイプの２つのサブモジュールがコンバータチェーンに交互に設けられていてもよい。前記故障バイパスサブモジュールは、コンバータチェーン内の任意の位置に設置することができる。
【0037】
前記エネルギー貯蔵サブモジュール１００は、電力ユニット１１０と、分離ユニット１２０と、エネルギー貯蔵ユニット１３０とを含み、前記Ｎ1個のエネルギー貯蔵サブモジュールはエネルギー貯蔵コンバータチェーンを構成する。前記非エネルギー貯蔵サブモジュール２００は、電力ユニット２１０を含み、前記Ｎ2個の非エネルギー貯蔵サブモジュール２００は、非エネルギー貯蔵エネルギーコンバータチェーンを構成する。本願のいくつかの実施形態により、前記非エネルギー貯蔵サブモジュール２００は、分離ユニットによって切除されたエネルギー貯蔵ユニットをさらに含むことができる。図１に示す実施形態のように、前記非エネルギー貯蔵サブモジュール２００は電力ユニット２１０を含む。
【0038】
アクティブモジュール化のコンバータチェーン１０００は、コンバータチェーンの運転を制御するための制御システム（図示せず）をさらに含む。制御システムは第１制御システムと第２制御システムとを含み、それぞれはエネルギー貯蔵コンバータチェーン、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと接続されている。
【0039】
前記電力ユニット１１０は、交流直流の変換を実現するために使用され、バイパススイッチ１１１と、ブリッジ回路１１２と、直流容量１１３とを含む。ブリッジ回路は、４組の電力半導体装置（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）からなるフルブリッジ回路を含む。本願の他の実施形態により、ブリッジ回路は、２組の電力半導体装置からなるハーフブリッジ回路を含むこともできる。
【0040】
図１Ｂを参照して、分離ユニット１２０は、分離スイッチ１２１および／または分離機能を有するＤＣ／ＤＣ回路１２２を含むことができる。本願の例示的な実施形態により、ＤＣ／ＤＣ回路は、ＤＣ／ＡＣインバータユニットと、分離トランスと、ＡＣ／ＤＣ整流ユニットとを含む。エネルギー貯蔵サブモジュール中のエネルギー貯蔵ユニットが故障した場合、分離ユニット中の分離スイッチを分離し、あるいはＤＣ／ＤＣコンバータを閉鎖して、エネルギー貯蔵サブモジュールを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換する。
【0041】
図２は本願の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御方法のフローチャートを示す。
【0042】
本願の第１の態様により、アクティブモジュール化のコンバータチェーン制御方法を提供し、図２に示すように、前記コンバータチェーン制御方法は、
ステップＳ２１０においては、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算することを含む。本願のいくつかの実施形態により、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算する工程において、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtを以下の式に従って計算し、
ＶOtは前記エネルギー貯蔵サブモジュールの直流電圧であり、ｍtは前記エネルギー貯蔵サブモジュールの変調比であり、
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、Ｖtを半径として、第１円を形成し、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcを以下の式に従って計算し、
ＶOcは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの直流電圧であり、ＭCは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの変調比であり、
電力網電圧有効値ベクトルＶsの終端を円の中心とし、Ｖcを半径として第２円を形成し、
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算する。
ステップＳ２１０においては、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算することを含む。本願のいくつかの実施形態により、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算する工程において、
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtを以下の式に従って計算し、
【数5】
収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、Ｖtを半径として、第１円を形成し、
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcを以下の式に従って計算し、
【数6】
電力網電圧有効値ベクトルＶsの終端を円の中心とし、Ｖcを半径として第２円を形成し、
前記第１円と前記第２円との位置関係に基づいて、前記有効電力の最大値を計算する。
【0043】
図３Ａは本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第１位置関係を示し、図３Ｂは本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第２位置関係を示し、図３Ｃは本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第３位置関係を示し、図３Ｄは本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第４位置関係を示し、図３Ｅは本願の例示的な実施形態に係る第１円と第２円との第５位置関係を示す。
【0044】
第１円と第２円との位置には、図３Ａ～３Ｅに示すように５つの状態が存在する。図３Ａを参照して、第１円３０１が第２円３０２を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算し、
Ｖsは電力網電圧の有効値ベクトルであり、Ｉeは前記コンバータチェーンの定格電流である。
【数7】
【0045】
図３Ｂを参照して、第２円３０２が第１円３０１を含む場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxを以下の式に従って計算し、
θは前記第２円３０２の中心から前記第１円への接線ベクトルとベクトルＶsのなす角度である。
【数8】
【0046】
図３Ｃを参照して、前記第１円３０１が前記第２円３０２と交わる場合、交点の位置に基づいて前記有効電力の最大値を決定することができる。図４Ａは本願の例示的な実施形態に係る第１交点の位置を示す。図４Ｂは本願の例示的な実施形態に係る第２交点の位置を示す。図４Ｃは本願の例示的な実施形態に係る第３交点の位置を示す。交点の位置によって、有効電力の最大値の計算方法が異なる。
【0047】
本願の例示的な実施形態により、図４Ａ～４Ｃに示すように、ベクトルＶsの始端から交点１２までがベクトルＶtを形成し、ベクトルＶsの終端から交点１２までがベクトルＶcを形成する。ベクトルＶs、Ｖt、Ｖcは三角形を構成し、ＶcとＶsのなす角度はθと表記することができる。
【0048】
図４Ａに示すように、θ＞９０°の場合、ＩsとＶsが平行になるようにＶcとＶsを垂直に調整し、最大有効電力の出力に達することができる。図４Ｂに示すように、θ＝９０°の場合、ＶcはＶsに垂直であり、ＩsはＶsに平行であり、自然に最大有効電力の出力に達する。したがって、θ≧９０°の場合、式Ｐmax＝ＶsＩeに従って、有効電力の最大値を計算する。
【0049】
図４Ｃに示すように、θ＜９０°の場合、交点１２の位置で三角形を構成すると、ＶsとＶcのなす角度θを計算する必要があり、θが９０°に近づけば近づくほど、出力の有効電力が大きくなる。ここで、
図３Ｄを参照して、前記第１円３０１と前記第２円３０２が接する場合、前記有効電力の最大値Ｐmaxは０である。このとき、｜Ｖc｜＋｜Ｖt｜＝｜Ｖs｜、コンバータチェーン電流有効値のベクトルＩsはＶcに垂直であり、ＶsはＶcに平行であるため、ＩsとＶsの角度は９０°であるため、有効電力は０である。
【数9】
【0050】
図３Ｅを参照して、前記第１円３０１と前記第２円３０２が互いに離れている場合、コンバータチェーン全体が故障状態にあり、運転できず、操作を停止する必要がある。
【0051】
ステップＳ２２０においては、前記有効電力の最大値に基づき、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得る。
【0052】
まず、前記有効電力の最大値Ｐmaxが前記有効電力指令Ｐrefより大きいか否かを判断し、
Ｐmax≧Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐrefであり、
Ｐmax＜Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐmaxである。
Ｐmax≧Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐrefであり、
Ｐmax＜Ｐrefの場合、前記有効電力修正指令Ｐref’＝Ｐmaxである。
【0053】
ステップＳ２３０において、前記無効電力の修正指令に基づき、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得る。
【0054】
まず、前記有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、前記コンバータチェーンの無効電力の最大値Ｑmaxを以下の式に従って計算し、
前記無効電力の最大値Ｑmaxが前記無効電力指令Ｑrefより大きいか否かを判断し、
Ｑmax≧Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑrefであり、
Ｑmax＜Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑmaxである。
【数10】
Ｑmax≧Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑrefであり、
Ｑmax＜Ｑrefの場合、前記無効電力修正指令Ｑref’＝Ｑmaxである。
【0055】
ステップＳ２４０において、前記制御システムは、前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てる。
【0056】
本願のいくつかの実施形態により、前記無効電力修正指令の割り当て原則は、前記電力ユニットの効率最適の原則に従って、前記無効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てることができる。有効電力と無効電力の割当比率は電力ユニットの効率に影響するため、効率曲線に基づいて、電力ユニットの効率最適の原則に従って、無効電力の割当関係を選択することができる。
【0057】
本願の他の実施形態により、前記コンバータチェーンの電流有効値ベクトルＩsと第２円との位置関係に基づいて割り当てることができる。図５Ａは本願の第１の例示的な実施形態に係る無効電力の割当を示す。図５Ｂは本願の第２の例示的な実施形態に係る無効電力の割当を示す。
【0058】
まず、前記有効電力修正指令Ｐref’と、前記無効電力修正指令Ｑref’と、電力網電圧の有効値ベクトルＶsとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流の有効値を計算する。逆三角関数φ＝ａｒｃｔａｎ（Ｑref’／Ｐref’）を定義する。電流の有効値を以って、Ｖsとのなす角度φを方向として電流有効値ベクトルＩsを形成する。
【0059】
図５Ａに示すように、前記電流ベクトルＩsまたはその延長線が前記第２円３０２と交わるまたは接する場合、前記無効電力修正指令Ｑref’をすべて前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てる。すなわち、非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第２無効電力修正指令Ｑ2ref＝Ｑref’であり、エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第１無効電力修正指令Ｑ1ref＝０である。
【0060】
図５Ｂに示すように、前記電流ベクトルＩsまたはその延長線が前記第２円３０２と互いに離れている場合、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第２無効電力修正指令Ｑ2ref＝Ｖc×Ｉsであり、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられた第１無効電力修正指令Ｑ1ref＝Ｑref’－Ｑ2refである。すなわち、Ｑref’は非エネルギー貯蔵コンバータチェーンに優先的に割り当てられ、残りはエネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てられる。
【0061】
【0062】
ステップＳ２５０においては、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンは、割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンは、割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行する。
【0063】
本願の例示的な実施形態により、前記コンバータチェーンにおける前記制御システムは、２つのサブシステム、すなわち、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第１制御サブシステムと、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御する第２制御サブシステムとに分ける。前記制御システムは、第１制御サブシステムと前記第２制御サブシステムとの入力と出力を調整する。ここで、エネルギー貯蔵コンバータチェーンは同時に有効と無効の調整能力を備え、有効電力の出力を優先する。非エネルギー貯蔵コンバータチェーンは無効の調整能力を備え、無効電力の出力を優先する。
【0064】
前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが、割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行する工程は、割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令を外ループ制御目標として、前記外ループ制御目標と実測値との差分を調整器で内ループの電流指令値を得、前記電流指令値と電流実測値との差分を調整器で出力電圧の所定値を得、前記出力電圧の所定値を各エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てて、前記各エネルギー貯蔵サブモジュールが、前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することを含む。
【0065】
前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが、割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行する工程は、前記非エネルギー貯蔵コンバータサブモジュールの直流電圧の平均値と割り当てられた無効電力を外ループ制御の目標として、前記外ループ制御目標と実測値との差分を調整器により内ループの電流指令値を得、前記電流指令値と実測値との差分を調整器により出力電圧の所定値を得、前記出力電圧の所定値を各非エネルギー貯蔵サブモジュールに割り当てて、前記各非エネルギー貯蔵サブモジュールが前記出力電圧の所定値に基づいて出力電圧を制御することを含む。
【0066】
上記コンバータチェーン制御方法において、前記エネルギー貯蔵サブモジュールと前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは相互に変換することができ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールまたは前記非エネルギー貯蔵サブモジュールは故障バイパスサブモジュールに変換することができる。すなわち、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は動的に変換することができ、Ｎ１とＮ２の間は双方向に変換することができ、Ｎ１またはＮ２はＮ３に一方向に変換することができ、Ｎ１＋Ｎ２＋Ｎ３＝Ｎである。これにより、制御ニーズに応じてエネルギー貯蔵サブモジュール、非エネルギー貯蔵サブモジュール、および故障バイパスサブモジュールの数を調整することができる。
【0067】
運転中、前記エネルギー貯蔵サブモジュール中のエネルギー貯蔵ユニットが故障した場合、前記分離スイッチを分離し、または前記ＤＣ／ＤＣ変換器を閉鎖して、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換し、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新し、上述のコンバータチェーン制御方法におけるステップを繰り返すことで、有効電力指令と無効電力指令の割当関係を更新することができる。
【0068】
同様に、前記エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換し、前記非エネルギー貯蔵サブモジュール中の電力ユニットが故障した場合、前記バイパススイッチを閉じ、前記非エネルギー貯蔵サブモジュールを故障バイパスサブモジュールに変換し、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とを更新し、上述のコンバータチェーン制御方法におけるステップを繰り返すことで、有効電力指令と無効電力指令の割当関係を更新することができる。
【0069】
図６は本願の別の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御方法のフローチャートを示す。
【0070】
本願の別の実施形態により、コンバータチェーン制御方法を提供し、以下のステップを含む。
【0071】
ステップＳ６１０において、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖtと前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンの出力電圧Ｖcとをそれぞれ計算する。
【0072】
ステップＳ６２０において、収集した電力網電圧の有効値ベクトルＶsの始端を円の中心とし、それぞれＶt、Ｖcを半径として第１円と第２円を形成し、第１円と第２円との位置関係に基づいて前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値Ｐmaxを計算する。
【0073】
ステップＳ６３０において、有効電力の最大値Ｐmaxに基づいて、受信した有効電力指令Ｐrefを修正して有効電力修正指令Ｐref’を得る。
【0074】
ステップＳ６４０において、有効電力修正指令Ｐref’と前記コンバータチェーンの皮相電力Ｓとに基づいて、受信した無効電力指令Ｑrefを修正し、無効電力修正指令Ｑref’を得る。
【0075】
ステップＳ６５０において、有効電力修正指令Ｐref’を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てる。
【0076】
ステップＳ６６０において、有効電力修正指令Ｐref’と、無効電力修正指令Ｑref’と、電圧の有効値ベクトルＶSとに基づいて、前記コンバータチェーンの電流ＩS値及び方向を計算し、電流Ｉs値及び方向と前記第２円との位置関係に基づいて無効電力修正指令Ｑref’の割当原則を決定する。
【0077】
ステップＳ６７０において、前記割当原則に基づいて、無効電力修正指令Ｑref’を非エネルギー貯蔵コンバータチェーンとエネルギー貯蔵コンバータチェーンとに割り当てる。
【0078】
ステップＳ６８０において、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンと非エネルギー貯蔵コンバータチェーンは、割り当てられた有効電力修正指令および／または無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行する。
【0079】
図７は本願の例示的な実施形態に係るコンバータ制御方法のフローチャートを示す。
【0080】
本願の別の態様により、コンバータ制御方法をさらに提供する。前記コンバータは、図１Ａに示す３つのアクティブモジュール化のコンバータチェーン１０００を含み、それぞれＡ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンである。図７に示すように、前記コンバータ制御方法は、以下のステップを含む。
【0081】
ステップＳ７１０において、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1A、Ｎ1B、Ｎ1Cと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2A、Ｎ2B、Ｎ2Cとをそれぞれ読み取る。
【0082】
ステップＳ７２０において、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数をそれぞれ調整し、Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ1minとなり、非エネルギー貯蔵サブモジュールの数はすべてＮ2minとなり、かつ以下の条件を満たす。
Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）
Ｎ2min＝ｍｉｎ（Ｎ2A＋Ｎ1A－Ｎ1min；Ｎ2B＋Ｎ1B－Ｎ1min；Ｎ2C＋Ｎ1C－Ｎ1min）。
Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）
Ｎ2min＝ｍｉｎ（Ｎ2A＋Ｎ1A－Ｎ1min；Ｎ2B＋Ｎ1B－Ｎ1min；Ｎ2C＋Ｎ1C－Ｎ1min）。
【0083】
例えば、Ｎ1A＝８、Ｎ2A＝２、Ｎ1B＝６、Ｎ2B＝３、Ｎ1C＝９、Ｎ2C＝１。Ｎ1min＝ｍｉｎ（Ｎ1A；Ｎ1B；Ｎ1C）＝ｍｉｎ（８；６；９）＝６。Ｎ2min＝ｍｉｎ（４；３；４）＝３。
【0084】
Ａ相コンバータチェーンについては、８つのエネルギー貯蔵サブモジュールのうちの１つを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換し、１つを故障バイパスサブモジュールに変換することができる。変換後Ｎ1A＝８－１－１＝６、Ｎ2A＝２＋１＝３。Ｂ相コンバータチェーンについては、変わらないままであってもよい。Ｃ相コンバータチェーンについては、９つのエネルギー貯蔵サブモジュールのうちの２つを非エネルギー貯蔵サブモジュールに変換し、１つを故障バイパスサブモジュールに変換することができ、変換後Ｎ1A＝９－２－１＝６、Ｎ2A＝１＋２＝３。このようにしてＡＢＣ３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が同じであることを実現した。
【0085】
ステップＳ７３０において、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1minと非エネルギー貯蔵サブモジュール数Ｎ2minとに基づいて、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンの出力する有効電力のバランスをとるように、上記コンバータチェーン制御方法を実行し、
ステップＳ７４０において、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数または非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が変化した場合、上記ステップを繰り返す。
ステップＳ７４０において、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュールの数または非エネルギー貯蔵サブモジュールの数が変化した場合、上記ステップを繰り返す。
【0086】
３相コンバータチェーンを結合する場合、３相の電力バランスを考慮しなければいけないので、コンバータチェーンの制御に対してより高い水準が要求される。本願に係るコンバータチェーン制御方法において、３相コンバータチェーンにおけるサブモジュールの数を制御することにより３相電力のバランスを取ることができる。
【0087】
図８は本願の例示的な実施形態に係るコンバータチェーン制御装置の構成ブロック図を示す。
【0088】
本願の別の態様により、コンバータチェーン制御装置８００をさらに提供し、有効電力最大値計算モジュール８１０と、有効電力指令修正モジュール８２０と、無効電力指令修正モジュール８３０と、電力指令割当モジュール８４０と、電力指令実行モジュール８５０とを含む。
【0089】
有効電力最大値計算モジュール８１０は、前記エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ1と前記非エネルギー貯蔵サブモジュールの数Ｎ2とに基づいて、前記コンバータチェーンが出力する有効電力の最大値を計算するためのものであり、
有効電力指令修正モジュール８２０は、前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るためのものであり、
無効電力指令修正モジュール８３０は、前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るためのものであり、
電力指令割当モジュール８４０は、前記制御システムが前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てるためのものであり、
電力指令実行モジュール８５０は、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、および前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するためのものである。
有効電力指令修正モジュール８２０は、前記有効電力の最大値に基づいて、受信した有効電力指令を修正して有効電力修正指令を得るためのものであり、
無効電力指令修正モジュール８３０は、前記有効電力修正指令に基づいて、受信した無効電力指令を修正して無効電力修正指令を得るためのものであり、
電力指令割当モジュール８４０は、前記制御システムが前記有効電力修正指令を前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てて、前記無効電力修正指令を前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンと前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンに割り当てるためのものであり、
電力指令実行モジュール８５０は、前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた有効電力修正指令と無効電力修正指令とに基づいて閉ループ制御を実行し、および前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンが割り当てられた無効電力修正指令に基づいて閉ループ制御を実行するためのものである。
【0090】
本願のいくつかの実施形態により、コンバータチェーン制御装置８００は、第１制御サブモジュールと第２制御サブモジュールとをさらに含む。第１制御サブモジュールは前記エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御し、第２制御サブモジュールは、前記非エネルギー貯蔵コンバータチェーンを制御し、コンバータチェーン制御装置８００は、前記第１制御サブモジュールと前記第２制御サブモジュールとの入力と出力を調整する。
【0091】
図９は本願の例示的な実施形態に係るコンバータ制御装置の構成ブロック図を示す。
【0092】
本願の別の態様により、コンバータ制御装置９００をさらに提供し、サブモジュール数読取モジュール９１０と、サブモジュール数調整モジュール９２０と、電力修正と割当モジュール９３０とを含む。
【0093】
サブモジュール数読取モジュール９１０は、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュール数と非エネルギー貯蔵サブモジュール数とをそれぞれ読み取るためのものであり、
サブモジュール数調整モジュール９２０は、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュール数とをそれぞれ調整するためのものであり、
電力修正と割当モジュール９３０は、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュール数と非エネルギー貯蔵サブモジュール数とに基づいて、上記のコンバータチェーン制御方法を実行するためのものである。
サブモジュール数調整モジュール９２０は、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュール数とをそれぞれ調整するためのものであり、
電力修正と割当モジュール９３０は、前記Ａ、Ｂ、Ｃの３相コンバータチェーンのエネルギー貯蔵サブモジュール数と非エネルギー貯蔵サブモジュール数とに基づいて、上記のコンバータチェーン制御方法を実行するためのものである。
【0094】
本願の別の態様により、アクティブモジュール化のコンバータ制御電子機器をさらに提供し、１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプログラムを記憶する記憶装置と、を含み、前記１つまたは複数のプログラムが前記１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記１つまたは複数のプロセッサに上記のコンバータ制御方法を実現させる。
【0095】
本願に係るコンバータチェーン制御方法はエネルギー貯蔵サブモジュール、非エネルギー貯蔵サブモジュールの数に基づいて、２種類のコンバータチェーンの出力電圧を計算し、ベクトル図を描き、ベクトル図中の２つの円の位置関係により、コンバータチェーンの実際の出力有効電力能力を確認し、方法は簡潔で直観的で、操作性が強い。また、コンバータチェーンの実際の出力有効電力能力に基づいて電力指令を修正し、制御目標がコンバータチェーン自体の運転範囲を超えることを回避することができ、信頼性を向上させることができる。指令修正に基づいて、制御目標を満たすことを前提として、無効電力直径の合理的な割当によってコンバータチェーンを最適な作業点に運転させ、運転効率を最適に保証する。最後に、コンバータの制御方法では、３相コンバータチェーンにおけるエネルギー貯蔵サブモジュールと非エネルギー貯蔵サブモジュールの数を調整することにより、３相コンバータチェーンの出力有効電力のバランスを取り、単相コンバータチェーン制御目標の実現と３相有効電力バランスを両立させることができる。
【0096】
以上、本願の実施形態について詳細に紹介し、本文では具体的な例を用いて本願の原理及び実施形態について述べ、以上の実施形態の説明は本願の方法及びその核心思想の理解を支援するためにのみ用いられる。同時に、当業者は、本願の思想を根拠にし、本願の具体的な実施形態及び応用範囲に基づいて行った変更又は変形点は、いずれも本願保護の範囲に属する。以上のように、本明細書の内容は、本願に対する制限として理解されるべきではない。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】