Brevet FR3096848A1 — publié le 20201204

Description Titre de l'invention : Convertisseur de tension AC/DC comprenant un transformateur Domaine technique [0001] La présente invention concerne le domaine technique des convertisseurs de tension alternative en tension continue et inversement, également appelés convertisseurs de tension AC/DC. Ce type de convertisseurs est particulièrement adapté pour être implanté dans des installations d'alimentation électrique en courant continu haute tension (HVCD pour « High Voltage Direct Current » en langue anglaise). [0002] Les installations d'alimentation électrique HVDC comprennent généralement un réseau d'alimentation électrique continu permettant le transport d'électricité sur de longues distances au moyen de lignes à courant continu de plusieurs centaines de kilomètres. Elles comprennent également un réseau d'alimentation électrique alternatif, par exemple relié à un parc éolien offshore. Les convertisseurs de tension AC/DC permettent la connexion d'un tel réseau d'alimentation électrique alternatif avec un réseau d'alimentation électrique continu. Technique antérieure [0003] Les convertisseurs de tension les plus couramment utilisés dans les installations d'alimentation électrique HVDC sont les convertisseurs modulaires multi-niveaux (MMC pour « Modular Multilevel Converter » en langue anglaise). Ces convertisseurs MMC offrent un excellent rendement, sont facilement commandables et leurs propriétés ne se dégradent pas lorsqu'ils sont soumis à de très hautes tensions. Un inconvénient de ces convertisseurs est qu'ils comprennent de très nombreux composants. [0004] On connait des convertisseurs de tension AC/DC ayant un nombre de composants réduit, tels que le convertisseur décrit dans EP 3 352 354. Ce convertisseur comprend un bras s'étendant entre des premier et second terminaux continus dans lequel sont connectées en série une pluralité de chaines de sous-modules verticaux, chacune des chaines de sous-modules verticaux s'étendant entre un point supérieur et un point inférieur. Ce convertisseur comprend en outre un transformateur comportant une pluralité d'enroulements secondaires, chacune des chaines de sous-modules verticaux étant connectée en parallèle avec un des enroulements secondaires du transformateur et avec une pluralité de sous-modules horizontaux. Lesdits sous-modules horizontaux et ledit enroulement secondaire sont connectés en série les uns par rapports aux autres dans une branche. [0005] Chacune des branches de ce convertisseur comprend plusieurs dizaines de sous- modules horizontaux. Or, chaque sous-module horizontal comprend une pluralité 2 d'éléments de commande connectés en parallèle avec un dispositif de stockage d'énergie. Les éléments de commande comprennent chacun un transistor de type 1GBT (lnsulated Gate Bipolar Transistor en langue anglaise) connecté en parallèle avec une diode antiparallèle. [0006] Un inconvénient de ce convertisseur est que le nombre de composants reste très important. Aussi, ce convertisseur est très lourd, volumineux et encombrant. En outre, sa fabrication est particulièrement difficile et conteuse. [0007] De plus, d'importantes ressources doivent être utilisées afin de contrôler l'ensemble des éléments de commande de cc convertisseur. Le contrôle du convertisseur est donc particulièrement coûteux et complexe. Exposé de l'invention [0008] Un but de la présente invention est de proposer un convertisseur de tension remédiant aux problèmes précités. [0009] Pour ce faire, l'invention porte sur un convertisseur de tension permettant de convertir une tension alternative en une tension continue et inversement, le convertisseur comprenant : - des premier et second terminaux continus configurés pour être reliés électriquement à un réseau d'alimentation électrique continu ; - une pluralité de terminaux alternatifs configurés pour être reliés électriquement à un réseau d'alimentation électrique alternatif ; - un bras s'étendant entre les premier et second terminaux continus et comportant une pluralité de chaincs de sous-modules connectées en série dans le bras, chacune desdites chaincs de sous-modules présentant un point supérieur et un point inférieur entre laquelle elle s'étend, chacune des chaincs de sous-modules comprenant une pluralité de sous-modules commandables individuellement par un organe de commande propre à chaque sous-module et chaque sous-module comprenant au moins un dispositif de stockage d'énergie connectable en série dans le bras lorsque l'organe de commande du sous-module est dans un état commandé ; et - un transformateur comportant une pluralité d'enroulements primaires ayant chacun au moins une borne connectée respectivement à l'un des terminaux alternatifs du convertisseur et une pluralité d'enroulements secondaires, chacune des chaines de sous-modules étant connectée en parallèle avec au moins un condensateur et un des enroulements secondaires du transformateur, ledit condensateur et ledit enroulement secondaire étant connectés en série l'un par rapport à l'autre, au moins un des condensateurs étant connecté électriquement à un des points supérieurs ou inférieurs d'une des chaines de sous-modules par une connexion électrique passive. [0010] Le convertisseur de tension selon l'invention peut être aisément connecté dans une 3 installation électrique HVDC, entre un réseau d'alimentation électrique alternatif et un réseau d'alimentation électrique continu. [0011] Sans sortir du cadre de l'invention, plusieurs convertisseurs selon l'invention peuvent être connectés en cascade dans une installation HVDC. Par exemple, un premier et un second convertisseurs selon l'invention peuvent être connectés entre eux en connectant deux à deux leurs terminaux alternatifs respectifs. [0012] Le convertisseur comprend avantageusement autant de terminaux alternatifs que de phases du réseau d'alimentation électrique alternatif. [0013] A chacun des terminaux alternatifs sont associés une chaine de sous-modules, un en- roulement primaire et un enroulement secondaire du transformateur, de sorte que le convertisseur comprend un nombre égal de terminaux alternatifs, de chaines de sous-modules, d'enroulements primaires et d'enroulements secondaires. [0014] Les enroulements primaires du transformateur présentent avantageusement une première borne reliée à un des terminaux alternatifs et une seconde borne reliée à un autre terminal alternatif. Sans sortir du cadre de l'invention, le transformateur peut être formé d'un unique transformateur ayant plusieurs phases ou d'une pluralité de transformateurs monophasés ayant chacun un enroulement primaire et un enroulement secondaire. [0015] Les sous-modules des chaines de sous-modules sont connectés en série les uns par rapport aux autres. [0016] De manière non limitative, les organes de commandes des sous-modules peuvent comprendre des éléments de commutation commandables de type interrupteur IGBT et une diode antiparallèle. De manière non limitative, les organes de commandes peuvent être placés dans l'état commandé en réponse à un ordre de commande, provenant par exemple d'un module de commande, ou encore en fonction du signe du courant circulant dans le bras. Le dispositif de stockage d'énergie des sous-modules peut comprendre un condensateur. [0017] Les sous-modules peuvent être commandés selon une séquence choisie pour faire varier progressivement le nombre d'éléments de stockage d'énergie qui sont connectés en série dans le bras du convertisseur de tension, de façon à fournir plusieurs niveaux de tension. [0018] Par connexion électrique passive on entend une connexion sans composants actifs (diode, transistor, circuit intégré, interrupteur). Cela signifie notamment qu'elle n'est pas commandable, par exemple pour passer d'un état conducteur à un état non-conducteur (ce qui est le cas quand un interrupteur est placé dans une connexion électrique, qui est alors active). Le condensateur est donc connecté électriquement au point supérieur ou inférieur de la chaine de sous-modules associée de manière permanente. Aucun moyen de commande ne permet d'interrompre la connexion électrique entre le condensateur et ledit point supérieur ou inférieur de la chainc de sous-modules. [0019] Par exemple, la connexion électrique passive peut consister en des connecteurs électriques et un câble ou un fil électrique, une barre conductrice, une piste métallique imprimée sur un support, une traversée. [0020] De préférence, le courant traversant le condensateur est sensiblement identique au courant au niveau du point supérieur, respectivement du point inférieur, de la chainc de sous-modules. [0021] Aussi, au moins une des branches en parallèle d'une des chaincs de sous-modules du convertisseur ne comporte pas de sous-module commandablc. [0022] Le condensateur peut être connecté par une connexion électrique passive au point supérieur ou au point inférieur de la chainc de sous-modules associée. De manière non limitative, un autre condensateur peut être connecté dans la branche, de sorte qu'un premier condensateur est connecté par une connexion électrique passive au point supérieur de la chainc de sous-modules associée tandis qu'un second condensateur est connecté par une connexion électrique passive au point inférieur de ladite chainc de sous-modules. [0023] Chacune des chaincs de sous-modules permet de générer une tension contrôlable insérée dans le bras entre ses points supérieur et inférieur. Ladite tension insérée présente unc composante continue et une composante alternative. La composante continue de la tension insérée permet de contrôler un courant continu traversant le bras. La composante alternative de la tension insérée générée par une chaine de sous-modules permet de contrôler un courant alternatif traversant le condensateur et l'enroulement secondaire du transformateur, connectés en parallèle de ladite chaine de sous-modules. Le courant alternatif traversant l'enroulement primaire correspondant du transformateur et par conséquent le courant alternatif circulant dans le réseau d'alimentation électrique alternatif sont également contrôlés. Ces courants étant contrôlables en phase et en amplitude, la puissance active et la puissance réactive du convertisseur peuvent également être contrôlées. [0024] Par ailleurs, la somme des composantes alternatives des tensions insérées dans le bras, générées par les chaines de sous-module, est nulle, de sorte que la circulation d'un courant alternatif dans le bras est empêchée. [0025] Les inventeurs ont constaté qu'il est possible de s'affranchir de l'utilisation de sous- modules horizontaux connectés en parallèles des chaines de sous-modules, tels que décrits dans EP 3 352 354. [0026] L'utilisation, selon l'invention, d'un condensateur connecté électriquement et de manière passive au point supérieur ou inférieur de la chaine de sous-modules permet de bloquer la circulation d'un courant continu dans l'enroulement secondaire du trans- formateur tout en autorisant la circulation d'un courant alternatif. Ce courant alternatif est contrôlable grâce aux chaincs de sous-modules. Ceci rend possible les échanges de puissance entre les chaincs de sous-modules et les terminaux alternatifs du convertisseur de tension. Le convertisseur offre donc les degrés de contrôle nécessaires pour convertir efficacement une tension continue en une tension alternative, et inversement. En particulier, la conversion de tension n'est pas compromise par l'utilisation d'un condensateur connecté au point supérieur ou inférieur de la chainc de sous-modules par une connexion électrique passive. [0027] Un intérêt de l'invention, par rapport aux convertisseurs de l'art antérieur, est donc de réduire le poids et l'encombrement du convertisseur en se dispensant d'un nombre important de sous-modules et donc d'éléments de commutation et d'éléments de stockage en parallèles des chaincs de sous-modules. L'isolation et le refroidissement du convertisseur de tension sont améliorés. En outre, la fabrication du convertisseur est facilitée et les coûts de fabrication sont réduits. [0028] Par ailleurs, le nombre d'éléments commandables du convertisseur selon l'invention étant limité, le contrôle du convertisseur est également facilité. [0029] De préférence, tous les condensateurs sont reliés électriquement aux points su- périeurs ou inférieurs des chaincs de sous-modules par des connexions électriques passives. [0030] De préférence, ledit au moins un des condensateurs est connecté directement audit point supérieur ou inférieur. Aussi, une ligne électrique dépourvue de composant ou de noeud électrique connecte une électrode du condensateur et le point supérieur ou inférieur de la chaine de sous-modules. A titre indicatif, cela implique qu'il n'y a pas de noeud électrique entre le condensateur et le point supérieur ou inférieur de la chaine de sous-modules, et que le courant qui circule dans la connexion électrique passive n'est pas divisé entre deux branches entre le condensateur et le point supérieur ou inférieur. Le potentiel du point supérieur ou inférieur est donc sensiblement égal au potentiel de ladite électrode du condensateur. Un intérêt est là encore de réduire le nombre de composants et donc le poids et l'encombrement du convertisseur de tension. [0031] De manière non limitative, ledit condensateur peut former l'unique composant connecté entre ledit enroulement secondaire et le point supérieur ou inférieur de la chaine de sous-modules. [0032] Avantageusement, le convertisseur de tension comprend trois terminaux alternatifs, le bras comprend trois chaines de sous-modules et le transformateur comprend trois enroulements primaires et trois enroulements secondaires, chacun des trois enroulements primaires ayant au moins une borne connectée respectivement à un des trois terminaux alternatifs du convertisseur et chacune des trois chaines de sous-modules étant connectée en parallèle avec un des trois enroulements secondaires. Un intérêt est de 6 permettre de connecter le convertisseur à un réseau d'alimentation électrique alternatif triphasé, chacun des terminaux alternatifs étant connecté à une des trois phases dudit réseau. [0033] De préférence le transformateur est triphasé. En variante, et sans sortir du cadre de l'invention, le transformateur triphasé peut être formé de trois transformateurs mo- nophasés ayant chacun un enroulement primaire et un enroulement secondaire. [0034] Chacun des enroulements primaires présente avantageusement une première borne connectée à un des trois terminaux alternatifs et une seconde borne connectée à un autre des trois terminaux alternatifs, de sorte qu'à chacun des terminaux alternatifs sont connectées deux bornes parmi l'ensemble des bornes des trois enroulements primaires. [0035] Dc manière avantageuse, lesdites au moins une borne des trois enroulements primaires sont connectées aux trois terminaux alternatifs selon un couplage en étoile, en triangle ou en zig-zag. [0036] Dc manière non limitative, le transformateur pourrait également comprendre trois en- roulements tertiaires couplés en étoile ou en triangle aux terminaux alternatifs. [0037] Préférentiellement, les sous-modules des chaines de sous-modules du bras présentent une topologie demi-pont ou une topologie pont complet. Sans sortir du cadre de l'invention, d'autres topologies de sous-modules peuvent être envisagées. Sans sortir du cadre de l'invention, le bras peut comprend une combinaison de sous-modules en pont complet et de sous-modules en demi-pont. [0038] L'organe de commande d'un sous-module en demi-pont (« Half Bridge » en langue anglaise) comporte un premier élément de commutation électronique connecté en série avec le dispositif de stockage d'énergie et un deuxième élément de commutation électronique couplé entre les bornes d'entrée et de sortie du sous-module. [0039] L'organe de commande d'un sous-module pont-complet (« Full Bridge » en langue anglaise) comporte quatre éléments de commutation. [0040] Dans ces deux topologies, l'organe de commande comprend avantageusement une diode antiparallèle connectée en parallèle de chacun des éléments de commutation. [0041] Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, le convertisseur de tension comprend au moins un module de filtrage connecté en série avec le bras et configuré pour empêcher la circulation d'un courant alternatif dans ledit bras. [0042] Les chaines de sous-modules du bras du convertisseur de tension s'opposent effi- cacement à la circulation d'un courant alternatif dans le bras. Cependant, en cas de perturbation ou de déséquilibre sur le réseau d'alimentation électrique alternatif, il arrive que la tension résultant de la somme des tensions insérées dans le bras, générées par les chaines de sous-modules, présente une composante alternative résiduelle de sorte qu'un courant alternatif subsiste dans le bras. [0043] Un intérêt du module de filtrage est de filtrer et donc de supprimer cette composante 7 alternative de la tension totale, dans le bras de manière à garantir la circulation dans le bras d'un unique courant continu. [0044] Le module de filtrage est avantageusement connecté en série avec les chaincs de sous-modules du bras, entre les premier et second terminaux continus du convertisseur. [0045] De préférence, le module de filtrage comprend au moins un composant passif et/ou un composant actif. [0046] On entend par composant passif un composant ne produisant pas d'énergie, de tension ou de courant. Un tel composant passif permet de stocker ou conserver une énergie. De manière non limitative, il peut s'agir d'une résistance ou d'un condensateur. [0047] Le module de filtrage peut ne comprendre que des composants passifs de sorte qu'il forme un module de filtrage passif. Les composants passifs sont alors avantageusement dimensionnés de sorte que le module de filtrage présente une grande impédance à sa fréquence de résonance, afin de filtrer efficacement la composante alternative du courant dans le bras. [0048] On entend par composant actif un composant commandable apte à générer une tension ou un courant contrôlé. De manière non limitative, il peut s'agir d'un interrupteur, d'un semi-conducteur, tel un transistor ou encore d'un sous-module comprenant au moins un semi-conducteur. [0049] Le module de filtrage peut comprendre au moins un composant actif, de sorte qu'il forme un module de filtrage actif. [0050] De préférence, le module de filtrage comprend une inductance et une capacité connectées en parallèle l'une de l'autre. Encore de préférence, le module de filtrage consiste en une inductance et une capacité connectées en parallèle l'une de l'autre. [0051] Le module de filtrage forme alors un filtre empêchant la circulation du courant al- ternatif dans le bras. On choisit avantageusement ladite inductance et ladite capacité de sorte que la fréquence de résonance du module de filtrage coïncide avec celle du réseau d'alimentation électrique alternatif [0052] Préférentiellement, le module de filtrage comprend une chaine de sous-modules sup- plémentaire comprenant une pluralité de sous-modules commandables individuellement par un organe de commande propre à chaque sous-module et chaque sous-module de ladite chaine de sous-modules supplémentaire comprend au moins un dispositif de stockage d'énergie connectable en série avec le bras lorsque l'organe de commande du sous-module est dans un état commandé. [0053] La chaîne de sous-modules supplémentaire permet de générer une tension alternative à ses bornes ayant une amplitude égale à celle de la composante alternative de la tension totale aux bornes de l'ensemble des chaines de sous-modules du bras, et ayant une phase opposée. 8 [0054] De manière avantageuse, chacune des chaincs de sous-modules du bras est en outre connectée en parallèle avec une inductance, ladite inductance étant connectée en série avec ledit condensateur et ledit enroulement secondaire du transformateur. [0055] L'inductance est de préférence disposée entre ledit enroulement secondaire et ledit condensateur. [0056] Avantageusement, le convertisseur de tension comprend un module de démarrage configure pour charger les dispositifs de stockage d'énergie des sous-modules lorsqu'il est placé dans un premier état. Lors de la charge des dispositifs de stockage d'énergie, la tension aux bornes des chaincs de sous-modules augmente progressivement jusqu'à atteindre une valeur nominale. [0057] Le module de démarrage est de préférence connecté entre les terminaux alternatifs du convertisseur de tension et un réseau d'alimentation électrique alternatif auquel est connecté ledit convertisseur de tension. En variante, le module de démarrage peut être connecté entre les terminaux continus du convertisseur de tension et un réseau d'alimentation électrique continu auquel est connecté ledit convertisseur de tension [0058] De préférence, le module de démarrage comprend au moins un premier interrupteur connecté à un des terminaux alternatifs ou continus du convertisseur et une résistance de limitation connectée en parallèle dudit interrupteur, ledit interrupteur étant ouvert lorsque le module de démarrage est placé dans le premier état. [0059] Aussi, dans le premier état, un courant non-contrôlé apparait dans le bras. Ce courant non-contrôlé est limité par la résistance de limitation et charge progressivement les organes de stockage des sous-modules, jusqu'à une valeur de pré-charge prédéfinie. [0060] Cette valeur de pré-charge prédéfinie est notamment choisie de manière à permettre l'alimentation d'un module de contrôle. [0061] De préférence, le module de démarrage peut être placé dans un second état, dans lequel ledit au moins un interrupteur est fermé, de manière à court-circuiter ladite résistance de limitation. [0062] Le module de limitation est d'abord maintenu dans le premier état jusqu'à ce que les organes de stockage des sous-modules atteignent la valeur de pré-charge prédéfinie. Les chaines de sous-modules sont alors commandables et peuvent être commandées pour augmenter progressivement l'énergie stockée dans leurs organes de stockage. Lorsque la tension aux bornes de chaque chaine de sous-modules atteint une valeur finale sensiblement égale à la tension du réseau d'alimentation électrique continu, le module de démarrage est placé dans le second état. [0063] L'ensemble des organes de stockage d'énergie des sous-modules sont chargés à une valeur de charge finale. Le contrôle du courant continu circulant dans le bras et des courants alternatifs circulant dans les branches du convertisseur est alors rétabli et le convertisseur de tension fonctionne alors normalement. 9 100641 Préférentiellement, le convertisseur de tension comprend un module de contrôle configuré pour commander les organes de commande des sous-modules des chaines de sous-modules du bras, de manière à réguler les tensions aux bornes desdites chaines de sous-modules. [0065] Le module de contrôle est configuré pour réguler l'énergie stockée dans les condensateurs des sous-modules des chaincs de sous-modules du bras et éventuellement de la chaine de sous-modules supplémentaire, en commandant les organes de commande des sous-modules. [0066] Le module de contrôle permet notamment de réguler les composantes continues et al- ternatives des tensions insérées dans le bras, générées par les chaincs de sous-modules. [0067] En conséquence, le module de contrôle permet de réguler le courant continu circulant dans le bras et donc le courant alternatif circulant dans les condensateurs et les enroulements secondaires connectés en parallèles des chaincs de sous-modules. [0068] L'invention porte également sur une installation de transport de courant continu haute tension comprenant un réseau d'alimentation électrique continu, un réseau d'alimentation électrique alternatif et un convertisseur de tension selon l'invention, ledit convertisseur de tension étant configuré pour connecter électriquement lesdits réseaux d'alimentation électrique alternatif et continu entre eux. Brève description des dessins [0069] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : [0070] [fig.1 ]La figure 1 illustre une installation HVDC comprenant un premier mode de réalisation d'un convertisseur de tension selon l'invention ; [0071] [fig.2]La figure 2 illustre un sous-module en demi-pont du convertisseur de tension de la figure 1; [0072] [fig.3]La figure 3 illustre un sous-module en pont complet du convertisseur de tension de la figure I ; [0073] [fig.4]La figure 4 illustre une installation HVDC comprenant un second mode de réa- lisation d'un convertisseur de tension selon l'invention ; [0074] [fig.5]La figure 5 illustre une première variante d'un module de filtrage du convertisseur de tension de la figure 4 ; et [0075] [fig.6]La figure 6 illustre une seconde variante d'un module de filtrage du convertisseur de tension de la figure 4. Description des modes de réalisation 100761 L'invention porte sur un convertisseur de tension permettant de convertir une tension alternative en une tension continue et inversement. [0077] La figure 1 illustre une installation HVDC 8 comprenant un premier mode de réa- lisation d'un convertisseur de tension 10 selon l'invention, connectant entre eux un réseau d'alimentation électrique continu 12 et un réseau d'alimentation électrique alternatif 14 de l'installation. Dans cet exemple non limitatif, le réseau d'alimentation électrique alternatif 14 est un réseau triphasé comprenant trois phases. [0078] Comme on le constate sur la figure 1, le convertisseur de tension 10 comprend un premier terminal continu 16 et un second terminal continu 18 configurés pour être reliés électriquement au réseau d'alimentation électrique continu 12. La tension V pc du réseau d'alimentation électrique continu 12 est illustrée entre le premier terminal continu 16 et le second terminal continu 18. [0079] Le convertisseur comprend un bras 20 s'étendant entre le premier terminal continu 16 et le second terminal continu 18. Le bras 20 comprend des première 21, deuxième 22 et troisième 23 chaines de sous-modules SM. Les première, deuxième et troisième chaines 21,22,23 de sous-modules sont connectées en série dans le bras 20. [0080] La première chainc 21 de sous-modules s'étend entre un premier point supérieur 21a et un premier point inférieur 21b. La deuxième chaine 22 de sous-modules s'étend entre un deuxième point supérieur 22a et un deuxième point inférieur 22b. La troisième chainc 23 de sous-modules s'étend entre un troisième point supérieur 23a et un troisième point inférieur 23b. [0081] Chacune des chaines de sous-modules comprend une pluralité de sous-modules SM qui peuvent être commandés suivant une séquence souhaitée. Chaque chaine de sous- modules peut comprendre de deux à plusieurs dizaines de sous-modules SM. [0082] Comme illustré en figure 2 et 3, chaque sous-module SM comporte un dispositif de stockage d'énergie comprenant dans cet exemple un condensateur C srg et un organe de commande pour connecter sélectivement ce condensateur en série entre les bornes du sous-module SM ou pour le contourner. [0083] La figure 2 illustre un sous-module ayant une topologie en demi-pont (« Half-bridge » en langue anglaise). Dans ce sous-module en demi-pont, l'organe de commande comporte un premier élément de commutation électronique Tl tel qu'un transistor bipolaire à grille isolée (« IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor » en langue anglaise) connecté en série avec le condensateur C sir . Ce premier élément de commutation Ti et ce condensateur C sm sont montés en parallèle d'un deuxième élément de commutation électronique T2, également un transistor bipolaire à grille isolée (IGBT). Ce deuxième élément de commutation électronique T2 est couplé entre les bornes d'entrée et de sortie du sous-module SM. Les premier et deuxième éléments de commutation Ti et T2 sont tous deux associés à une diode antiparallèle D représentée sur la figure 2. [0084] En fonctionnement, le sous-module peut être placé dans deux états distincts. 11 [0085] Dans un premier état dit état « on » ou commandé, le premier élément de com- mutation T1 et le deuxième élément de commutation T2 sont configurés de manière à connecter le condensateur C sm en série avec les autres sous-modules de la chainc de sous-modules. Dans un deuxième état dit état « off » ou non-commandé, le premier élément de commutation T1 et le deuxième élément de commutation T2 sont configurés de sorte à contourner le condensateur C sm [0086] Les sous-modules sont commandés selon une séquence choisie pour faire varier pro- gressivement le nombre d'éléments de stockage d'énergie, et donc le nombre de condensateurs, qui sont connectés en série dans la chainc de sous-modules correspondante et donc dans le bras du convertisseur de tension 10, de façon à fournir plusieurs niveaux de tension. [0087] La figure 3 illustre une variante du sous-module de la figure 2, dans laquelle le sous- module présente une topologie en pont complet (« Full-bridge » en langue anglaise).Dans cette topologie, le sous-module comprend quatre éléments de commutation T'1,T'2,T'3,T'4, chacun étant associé en parallèle avec une diode antiparallèle D. [0088] En se référant de nouveau à la figure 1, on constate que le convertisseur de tension 10 comprend également un premier terminal alternatif 24, un deuxième terminal alternatif 26 et un troisième terminal alternatif 28. Chacun des premier, deuxième et troisième terminaux alternatifs 24,26,28 est configuré pour être relié électriquement à l'une des trois phases du réseau d'alimentation électrique alternatif 14. [0089] Le convertisseur de tension 10 comprend en outre un transformateur 30 comprenant des premier 31a, deuxième 32a et troisième 33a enroulements primaires associés respectivement à des premier 31b, deuxième 32b et troisième 33b enroulements secondaires. [0090] Le convertisseur de tension 10 comprend de plus un premier condensateur 34, un deuxième condensateur 36 et un troisième condensateur 38. [0091] Le premier condensateur 34 et le premier enroulement secondaire 31b sont connectés en série l'un par rapport à l'autre dans une première branche 40 s'étendant entre le premier point supérieur 21a et le premier point inférieur 21b de la première chaine de sous-modules. Le premier condensateur 34 et le premier enroulement secondaire 31b sont donc connectés en parallèle de la première chaine 21 de sous-modules . [0092] Selon l'invention, le premier condensateur 34 est relié électriquement au premier point supérieur 211a de la première chaine 21 de sous-modules par une première liaison électrique 35 formant une connexion électrique passive, dépourvue de moyens commandables. [0093] Un intérêt est de s'affranchir de l'utilisation de sous-modules dans ladite première branche 40, afin de réduire le nombre de composants du convertisseur de tension 10 et 12 ainsi réduire son poids, son encombrement et son coût de fabrication. [0094] Le premier condensateur 34 est en outre relié directement au premier point supérieur, de sorte qu'aucun composant ni aucun noeud n'est disposé entre le premier condensateur et le premier point supérieur. [0095] Le deuxième condensateur 36 et le deuxième enroulement secondaire 32b sont connectés en série l'un par rapport à l'autre dans une deuxième branche 42 s'étendant entre le deuxième point supérieur 22a et le deuxième point inférieur 22b de la deuxième chaine de sous-modules. Le deuxième condensateur 36 et le deuxième enroulement secondaire 32b sont donc connectés en parallèle de la deuxième chaine de sous-modules 22. [0096] Selon l'invention, le deuxième condensateur 36 est relié électriquement au deuxième point supérieur 22a par une deuxième liaison électrique 37 formant une connexion électrique passive, dépourvue de moyens comrnandablcs. Le deuxième condensateur 36 est relié directement au deuxième point supérieur 22a de la deuxième chaine de sous-modules. [0097] Le troisième condensateur 38 et le troisième enroulement secondaire 33b sont connectés en série l'un par rapport à l'autre dans une troisième branche 44 s'étendant entre le troisième point supérieur 23a et le troisième point inférieur 23b de la troisième chaine de sous-modules. Le troisième condensateur 38 et le troisième enroulement secondaire 33b sont donc connectés en parallèle de la troisième chaine de sous-modules 23. [0098] Selon l'invention, le troisième condensateur 38 est relié électriquement au troisième point supérieur 23a par une troisième liaison électrique 39 formant une connexion électrique passive, dépourvue de moyens commandables. Le troisième condensateur est relié directement au troisième point supérieur. En variante, et sans sortir du cadre de l'invention, lesdits condensateurs pourraient être reliés électriquement aux points inférieurs des chaises de sous-modules associées par des connexions électriques passives. [0099] Selon une autre variante, de manière non limitative, chacune des branches pourrait comprendre deux condensateurs, à savoir un premier condensateur connecté au point supérieur de la chaine de sous-modules associée par une connexion électrique passive et un second condensateur connecté au point inférieur de la chaine de sous-modules associée par une connexion électrique passive. [0100] Le premier enroulement primaire 31a comprend une première borne 311 connectée au premier terminal alternatif 24 et une seconde borne 312 connectée au deuxième terminal alternatif 26. Le deuxième enroulement primaire 32a comprend une première borne 321 connectée au deuxième terminal alternatif 26 et une seconde borne 322 connectée au troisième terminal alternatif 28. Le troisième enroulement primaire 33a 13 comprend une première borne 331 connectée au troisième terminal alternatif 28 et une seconde home 332 connectée au premier terminal alternatif 24. [0101] Dans cet exemple non-limitatif, les bornes des enroulements primaires 31a,32a,33a du transformateur 30 sont couplées aux phases du réseau d'alimentation électrique alternatif 14 selon un couplage en triangle. [0102] Le convertisseur comprend par ailleurs un module de contrôle 46 configure pour commander les organes de commande des sous-modules SM des chaines de sous-modules 21,22,23 du bras, de manière à réguler les tensions aux bornes desdites chaines de sous-modules. [0103] Le fonctionnement du convertisseur de tension 10 de la figure 1, selon l'invention va maintenant être détaillé. [0104] Chacune des première, deuxième et troisième chaines 21,22,23 de sous-modules SM se comporte comme une source de tension et permet de générer dans le bras 20 respectivement une première tension insérée y , une deuxième tension insérée y ,',et une troisième tension insérée V ,'3 , chacune dépendant du nombre de sous-modules commandés. Lesdites tensions y ,', , V ,'2 , V 'A3 insérées dans le bras 20 sont contrôlables grâce au module de contrôle 46 qui permet de commander les sous-modules des chaines de sous-modules. Lesdites tensions insérées présentent une composante continue et une composante alternative contrôlables indépendamment l'une de l'autre. [0105] Les composantes continues de ces tensions insérées y mi, V m2 , V m3ont pour conséquence de générer un premier courant continu i De circulant dans le bras 20 et traversant les chaines de sous-modules. [0106] La composante alternative de la tension insérée dans le bras, générée par chacune des chaines de sous-modules, permet de générer un courant alternatif circulant dans la branche associée. [0107] Aussi, la composante alternative de la première tension insérée y générée par la première chaine de sous-modules 21, permet de générer un premier courant alternatif Ac circulant dans la première branche 40 et traversant le premier condensateur 34 et le premier enroulement secondaire 31b. De même, la composante alternative de la deuxième tension insérée V m2 générée par la deuxième chaine de sous-modules 22 permet de générer un deuxième courant alternatif i Ac 2 circulant dans la deuxième branche 42 et traversant le deuxième condensateur 36 et le deuxième enroulement secondaire 32b. La composante alternative de la troisième tension insérée y m3 générée par la troisième chaine de sous-modules 23 permet de générer un troisième courant alternatif i Ac 3 circulant dans la troisième branche 44 et traversant le troisième condensateur 38 et le troisième enroulement secondaire 33b. [0108] Les premier, deuxième et troisième courants alternatifs i Ac 1 , i Ac 2 et i Ac 3 sont 14 également contrôlables en contrôlant l'amplitude et la phase de la composante alternative des tensions insérées dans le bras, générées par les chaincs de sous-modules. [0109] Le premier condensateur 34 étant connecté directement et par une connexion passive au premier point supérieur 21a, le potentiel de l'électrode du condensateur connectée à la première liaison 35 est sensiblement égal au potentiel du premier point supérieur 21a. Il en est de même pour les deuxième et troisième condensateurs 36,38. [0110] Par ailleurs, les premier, deuxième et troisième condensateurs 34,36,38 permettent de bloquer le passage d'un courant électrique continu respectivement dans les première, deuxième et troisième branches 40,42,44. Aussi, lesdits condensateurs permettent de découpler la composante continue de la composante alternative des tensions insérées, générées par les chaincs de sous-modules. [0111] Le contrôle des premier, deuxième et troisième courants alternatifs i Ac 1 , i Ac 2 Ct i Ac 3 circulant dans les première, deuxième et troisième branches 40,42,44 et donc dans les enroulements secondaires 31b,32b,33b du transformateur 30 permet également de contrôler le courant circulant dans les enroulements primaires 31a,32a,33a dudit transformateur. [0112] Dans la mesure où les enroulements primaires du transformateur sont couplés aux phases du réseau d'alimentation électrique alternatif 14, le courant i Ac circulant dans chacune des phases dudit réseau d'alimentation électrique alternatif 14 est également contrôlé. [0113] La figure 4 illustre une installation HVDC 8 comprenant un second mode de réa- lisation du convertisseur de tension 10 selon l'invention. Ce second mode de réalisation est une variante du convertisseur de tension 10 de la figure 1. [0114] Dans cette variante, le convertisseur de tension 10 est en outre muni d'un module de filtrage 50 connecté en série avec le bras 20, entre les premier et second terminaux continus 16,18, et plus précisément entre le premier terminal continu 16 et le premier point supérieur 21a de la première chaire 21 de sous-modules. Le module de filtrage 50 est configuré pour filtrer la composante alternative de la tension totale résultant de la somme des tensions insérées y ,'2 , v ',3 dans le bras 20, de manière à empêcher la circulation d'un courant alternatif dans le bras et à garantir la circulation dans le bras d'un unique courant continu i ne . [0115] Une première variante d'un module de filtrage est illustrée en figure 5. Dans cet exemple, le module de filtrage 50 comprend une inductance 52 et une capacité 54 connectées en parallèle l'une de l'autre. Ces deux composants sont passifs de sorte que le module de filtrage 50 est également passif. [0116] Ladite inductance 52 et ladite capacité 54 forment un filtre. Elles sont dimensionnées de sorte que la fréquence de résonance du module de filtrage 50 coïncide avec celle du réseau d'alimentation électrique alternatif 14 et pour que le module de filtrage présente une grande impédance à ladite fréquence de résonance. [0117] La figure 6 illustre une seconde variante d'un module de filtrage 50. Dans cet exemple, le module de filtrage 50 comprend une chainc de sous-modules supplémentaire 56 comprenant une pluralité de sous-modules SM commandables individuellement par un organe de commande propre à chaque sous-module et chaque sous-module de ladite chainc de sous-modules supplémentaire comprenant au moins un dispositif de stockage d'énergie connectable en série dans le bras lorsque l'organe de commande du sous-module est dans un état commandé. Ladite chainc de sous-modules est sensiblement identique aux première, deuxième et troisième chaines 21,22,23 de sous-modules. [0118] La chaîne de sous-module supplémentaire 56 permet de générer une tension al- ternative y à ses bornes ayant une amplitude égale à celle de la composante al- ternative de la tension totale aux bornes de l'ensemble des chaines de sous-modules du bras 20, et ayant une phase opposée. [0119] En se référant de nouveau à la figure 4, on constate que le convertisseur de tension 10 comprend de plus, de manière non limitative, une inductance 58 connectée en série dans le bras 20 entre le module de filtrage 50 et la première chainc de sous-module 21. [0120] De manière non limitative, le convertisseur de tension 10 comprend également trois inductances 60 connectées en séries dans les première, deuxième et troisième branches 40,42,44 respectivement entre les premier, deuxième et troisième condensateurs 34,36, 38 et les premier, deuxième et troisième enroulements secondaires 31b,32b,33b du transformateur 30. [0121] Toujours sur la figure 4, on remarque que le convertisseur de tension 10 comprend en outre un module de démarrage 62. Dans cet exemple non limitatif, le module de démarrage comprend un interrupteur 64 connecté au second terminal continul8 du convertisseur de tension et une résistance de limitation 66 connectée en parallèle dudit interrupteur 64. Le module de démarrage 62 est configuré pour charger les dispositifs de stockage d'énergie C sm des sous-modules SM des chaines de sous-modules afin de permettre le démarrage du convertisseur de tension 10 et le contrôle des courants continu et alternatifs circulant dans le convertisseur de tension. [0122] Lorsque le module de démarrage est placé dans un premier état, ledit interrupteur 64 est ouvert de sorte qu'un courant non-contrôlé apparait et circule dans le bras 20. [0123] Les dispositifs de stockage d'énergie des sous-modules du bras se chargent et la tension aux bornes des chaines de sous-modules augmente progressivement jusqu'à atteindre sa valeur nominale Les sous-modules sont ensuite commandés pour augmenter progressivement l'énergie stockée dans leurs organes de stockage. Lorsque la tension aux bornes de chaque chaire de sous-modules atteint une valeur finale sensiblement égale à la tension du réseau d'alimentation électrique continu, l'interrupteur 16 64 est alors fermé de manière à court-circuiter et ainsi contourner ladite résistance de limitation 66. Le module de démarrage est alors placé dans un second état. [0124] Le contrôle du courant continu circulant dans le bras et des courants alternatifs circulant dans les branches du convertisseur est alors rétabli et le convertisseur de tension fonctionne alors normalement. [0125] En variante, le module de démarrage 62 pourrait être connecté entre le réseau d'alimentation électrique alternatifs et les terminaux alternatifs du convertisseur. 17 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSConvertisseur de tension (10) permettant de convertir une tension alternative en une tension continue et inversement, le convertisseur comprenant : - des premier et second terminaux continus (16,18) configurés pour être reliés électriquement à un réseau d'alimentation électrique continu (12); - une pluralité de terminaux alternatifs (24,26,28) configurés pour être reliés électriquement à un réseau d'alimentation électrique alternatif (14); - un bras (20) s'étendant entre les premier et second terminaux continus et comportant une pluralité de chaines (21,22,23) de sous-modules connectées en série dans le bras, chacune desdites chaines de sous-modules présentant un point supérieur (21a,22a,23a) et un point inférieur (21b,22b,23b) entre laquelle elle s'étend, chacune des chaines de sous-modules comprenant une pluralité de sous-modules (SM) commandables individuellement par un organe de commande (T1,T2) propre à chaque sous-module et chaque sous-module comprenant au moins un dispositif de stockage d'énergie (Csm) connectable en série dans le bras lorsque l'organe de commande du sous-module est dans un état commandé ; et - un transformateur (30) comportant une pluralité d'enroulements primaires (31a,32a,33a) ayant chacun au moins une borne (311,321,331) connectée respectivement à l'un des terminaux alternatifs du convertisseur et une pluralité d'enroulements secondaires (31b,32b,33b), chacune des chaines de sous-modules étant connectée en parallèle avec au moins un condensateur (34,36,38) et un des enroulements secondaires du transformateur, ledit condensateur et ledit enroulement secondaire étant connectés en série l'un pat- rapport à l'autre, au moins un des condensateurs étant connecté électriquement à un des points supérieurs ou inférieurs d'une des chaînes de sous-modules par une connexion électrique passive (35,37,39). Convertisseur de tension selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un des condensateurs (34,36,38) est connecté directement audit point supérieur (21a,22a,23a) ou inférieur. Convertisseur de tension selon la revendication 1 ou 2, comprenant trois terminaux alternatifs (24,26,28), dans lequel le bras (20) comprend trois 18 chaincs (21,22,23) de sous-modules et dans lequel le transformateur (30) comprend trois enroulements primaires (31a,32a,33a) et trois enroulements secondaires (3111,32b,33b), chacun des trois enroulements primaires ayant au moins une borne (311,321,331) connectée respectivement à un des trois terminaux alternatifs (24,26,28) du convertisseur et chacune des trois chaincs de sous-modules étant connectée en parallèle avec un des trois enroulements secondaires. [Revendication 4] Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdites au moins une borne (311,321,331) des trois enroulements primaires (31a,32a,33a) sont connectées aux trois terminaux alternatifs (24,26,28) selon un couplage en étoile, en triangle ou en zigzag. [Revendication 5] Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les sous-modules des chaincs (21,22,23) de sous-modules du bras (20) présentent une topologie demi-pont ou une topologie pont complet. [Revendication 6] Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans le convertisseur de tension comprend au moins un module de filtrage (50) connecté en série avec le bras (20) et configure pour empêcher la circulation d'un courant alternatif dans ledit bras. [Revendication 7] Convertisseur de tension selon la revendication 6, dans lequel le module de filtrage (50) comprend au moins un composant passif et/ou un composant actif. [Revendication 8] Convertisseur de tension selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le module de filtrage (50) comprend une inductance (52) et une capacité (54) connectées en parallèle l'une de l'autre. [Revendication 9] Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel le module de filtrage (50) comprend une chaine de sous-modules supplémentaire (56) comprenant une pluralité de sous-modules (SM) commandables individuellement par un organe de commande propre à chaque sous-module et chaque sous-module de ladite chaine de sous-modules supplémentaire comprenant au moins un dispositif de stockage d'énergie connectable en série avec le bras (20) lorsque l'organe de commande du sous-module est dans un état commandé. [Revendication 10] Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel chacune des chaires (21,22,23) de sous-modules du bras (20) est en outre connectée en parallèle avec une inductance (60), ladite inductance étant connectée en série avec ledit condensateur (34,36,38) 19 [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] [Revendication 15] et ledit enroulement secondaire du transformateur. Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant un module de démarrage (62) configuré pour charger les dispositifs de stockage d'énergie (Csm) des sous-modules lorsqu'il est placé dans un premier état. Convertisseur de tension selon la revendication 11, dans lequel le module de démarrage (62) comprend au moins un premier interrupteur (64) connecté à un des terminaux alternatifs ou continus du convertisseur et une résistance de limitation (66) connectée en parallèle dudit interrupteur, ledit interrupteur étant ouvert lorsque le module de démarrage est placé dans le premier état. Convertisseur de tension selon la revendication 12, dans lequel le module de démarrage (62) peut être placé dans un second état, dans lequel ledit au moins un interrupteur (64) est fermé, de manière à court-circuiter ladite résistance de limitation (66). Convertisseur de tension selon l'une quelconque des revendication 1 à 13, comprenant en outre un module de contrôle (46) configuré pour commander les organes de commande des sous-modules des chaines (21,22,23) de sous-modules du bras (20), de manière à réguler les tensions aux homes desdites chaines de sous-modules. Installation de transport de courant continu haute tension (8) comprenant un réseau d'alimentation électrique continu (12), un réseau d'alimentation électrique alternatif (14) et un convertisseur de tension (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ledit convertisseur de tension étant configuré pour connecter électriquement lesdits réseaux d'alimentation électrique alternatif et continu entre eux.