(57)【要約】  再構成可能なMMCサブモジュールユニット及びその制御ユニットであって、前記再構成可能なMMCサブモジュールユニットは主にMMCサブモジュールユニット及び再構成可能な機構から構成される；再構成可能な機構はスイッチから構成され、再構成可能な機構のスイッチを入れる／切ることにより、MMCサブモジュールユニットトポロジーの転換を実現できる。該再構成可能なMMCサブモジュールユニット及びその制御ユニットに基づき、コンバータトポロジー構造の快速な変化を実現することができ、中圧配電ネットワークの配線及びトポロジー多変化の需要に適用できる；また、動的シミュレーションテストにおいて、異なるコンバータトポロジーに対して、動的シミュレーションテストを行う要求に満足できる；建設コストと周期を低減し、テスト効率を高め、高い柔軟性と強い通用性を具有する。
2019525702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
MMCサブモジュールユニットと再構成可能な機構とを含む、再構成可能なMMCサブモジュールユニットであって、前記再構成可能な機構は転換スイッチを含み、再構成可能な機構は電気接続線又は銅ブスバーを介して、MMCサブモジュールユニットに嵌め込み、再構成可能な機構の転換スイッチを入れる／切ることによって、MMCサブモジュールユニットトポロジーの転換を実現し、
バイパススイッチ付きのフルブリッジサブモジュールを利用する場合、再構成可能なMMCサブモジュールユニットは三つの転換スイッチから構成された再構成可能な機構を含み、
前記フルブリッジサブモジュールは四つのパワー半導体素子、バイパススイッチ、均圧抵抗とコンデンサから組成され、前記各パワー半導体は全てアンチパラレルダイオードを含み、第一パワー半導体素子のエミッター 、第二パワー半導体のコレクターはバイパススイッチの上端と接続し、第三パワー半導体素子のエミッター、第四パワー半導体のコレクターはバイパススイッチの下端と接続し、第一パワー半導体と第三パワー半導体のコレクターはコンデンサ陽極端と接続し、第二パワー半導体と第四パワー半導体のエミッターはコンデンサの陰極端と接続し、均圧抵抗上端にコンデンサ陽極端が接続し、下端にコンデンサの陰極端が接続し、
前記再構成可能な機構はフルブリッジサブモジュールユニットに嵌め込み、第一転換スイッチの一端にフルブリッジサブモジュールコンデンサの陰極が接続され、他端にバイパススイッチの下端と第二転換スイッチの一端が接続され、第二転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子と第四パワー半導体素子のブリッジアームの中心に接続し、他端がバイパススイッチ下端と第一転換スイッチの一端と接続し、第三転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第一パワー半導体素子のコレクター、コンデンサの陽極端及び電気抵抗の陰極端と接続し、他端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子のコレクターと接続することを特徴とする再構成可能なMMCサブモジュールユニット。
【請求項２】
再構成可能な機構は第一転換スイッチ、第二転換スイッチと第三転換スイッチから構成され、第一転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュールのコンデンサの陰極と低圧アウトレット端に並列に接続し、第二転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュール低圧アウトレット端に直列に接続し、第三転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュール第一パワー半導体素子のコレクターと第三パワー半導体素子のコレクターに直列に接続することを特徴とする請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニット。
【請求項３】
二次制御保護ユニットはそれぞれ再構成可能なMMCサブモジュールのパワー半導体とスイッチ素子、転換構造の転換スイッチの制御端と接続し、制御システムが転換スイッチを入れる/切ることを制御し、サブモジュールユニットトポロジー構造の変化を実現し、制御システムがパワー半導体のオンオフを制御することによって、異なるトポロジーコンバータの運転を実現することを特徴とする再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項４】
転換スイッチの第一転換スイッチを入れ、転換スイッチの第二の転換スイッチ、第三の転換スイッチを切ることによって、ハーフブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項５】
転換スイッチの第二転換スイッチ、第三転換スイッチを入れ、転換スイッチの第一の転換スイッチを切ることによって、フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項６】
転換スイッチの第二転換スイッチ、第三転換スイッチを入れ、転換スイッチの第一の転換スイッチを切り、持続的に第三パワー部品T３管に対して、オン指示を出し、類フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項７】
フルブリッジまたは準フルブリッジトポロジーからハーフブリッジトポロジーに切換する方法は第一転換スイッチを入れると共に、第二転換スイッチ、第三転換スイッチを切ることを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項８】
請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットから組成された再構成可能なコンバータであって、複数個の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを含み、再構成可能なMMCモジュール第一パワー半導体素子と第二パワー半導体素子のブリッジアーム中心から引き出し、再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端とし、再構成可能なMMCサブモジュールバイパス・スイッチ、第一転換スイッチと第二転換スイッチの接続端から引き出し、再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第二端とし、複数個再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端と隣接MMCサブモジュールユニットの第二端が同方向順次にカスケードし、MMCコンバータを組成し、コンバータにおける再構成可能なサブモジュール転換スイッチをコントロールすることによって、ハーフブリッジMMCコンバータ、フルブリッジMMCコンバータ、準フルブリッジMMCコンバータとハーフブリッジ、ブルブリッジ混合のMMCコンバータを組成することを特徴とする請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットから組成された再構成可能なコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中圧配電ネットワーク領域及び動的シミュレーションテスト領域に属し、具体的に再構成可能なMMCサブモジュールユニット及びその制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
モジュラーマルチレベルコンバータ（Modular  Multilevel Converter,MMC）は複数個のコンバータバルブサブモジュールユニットが同方向順次にカスケードすることによって、高電圧で大容量の出力を実現できる。スイッチ部品を直接に直列に接続する必要がないため、部品の直接な直列に接続する場合の一致触発性に対する要求を避けられる。更に、スイッチを入れる／切る頻度が低く、拡張性がよく、出力電圧の波形の品質がよく、運行損耗が低い等の優れる点を有するため、フレキシブル交流、直流電流の送電に幅広く応用される。現在海島や都市の負荷が密集区での送電、背面接続（back-to-back）及び大規模なリサイクル可能なエネルギーのグリッド接続等の領域において、幅広く応用されており、広く発展していく見込みを有する。
【０００３】
MMC中圧配電ネットワークにおいて、直流故障隔離及び故障後の迅速な回復が必要であり、自動的にスイッチを切る能力を有するコンバータバルブトポロジーを採用することは最適化手段であるが、自動的にスイッチを切る能力を有するコンバータバルブトポロジー手段を採用する場合、コンバータの損耗が大きい。そのため、ハーフブリッジとフルブリッジの混合式のトポロジーを採用する手段は好ましい手段である。しかしながら、もしこの手段は直接に一部ハーフブリッジMMCサブモジュールを採用し、一部フルブリッジサブモジュールを採用するのであれば、サブモジュールの通用性を悪くさせる；且つ互いに交換することができないことが生じる。そのため、余計な比較的な大きなコストを増やさない前提で、再構成可能なMMCサブモジュールユニットを設計することが実現可能な手段になる。
【０００４】
それと共に、MMC動的シミュレーションテストシステムは実際工程の制御保護策略、バルブベースの電子制御システムの制御策略等のキーポイント技術を検証するために、モジュラーマルチレベルコンバータの稼動状態をシミュレーションすることは、現在のモジュラーマルチレベルコンバータの研究における重要な技術手段である。
【０００５】
工程によく使われているMMCサブモジュールユニットトポロジー構造はハーフブリッジ構造、フルブリッジ構造、準フルブリッジ構造等がある。しかしながら、現在構築されたMMC動的シミュレーションテストベッドは動的シミュレーションサブモジュールユニットトポロジーが単一で、自在に調節しにくいなどの欠点が普通に存在し、ひとつのサブモジュールユニット内で多種類トポロジー構造を変換することができないため、シミュレーションサブモジュールユニットトポロジーは変化が生じる場合、動的シミュレーションテストの需要を満足することができず、新しい動的シミュレーションテストベッドを新たに構築する必要がある。異なるMMCサブモジュールトポロジーに対して、それぞれ動的シミュレーションテストベッドを構築するのであれば、作業量が巨大かつ建設コストが高くなると共に、MMC動的シミュレーションテストベッドの作業効率が低下する。そのため、多種類の典型的なトポロジーを切り替える能力を有するMMC動的シミュレーションサブモジュールユニットは重要な意味がある。
【発明の概要】
【０００６】
上記技術課題に対して、本発明が解決しようとする技術問題は再構成可能なMMCサブモジュールユニット及びその制御ユニットを提供することである。本発明は中圧配電ネットワークとMMC動的シミュレーションテストにおいて、異なるサブモジュールユニットトポロジーに対し、コンバータが再構成可能にする需要に満足することができる。中圧配電ネットワークにおいて、サブモジュールの通用性を高められ、動的シミュレーションシステムにおいて、MMC動的シミュレーションテストベッドの建設コストと作業量を低減し、テストベッドの作業効率を高められ、高い柔軟性と通用性を具有する。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の解決案は以下のとおりである。
再構成可能なMMCサブモジュールユニットであって、再構成可能なMMCサブモジュールユニットはMMCサブモジュールユニットと再構成可能な機構から構成され、再構成可能な機構は各種スイッチより組成される。再構成可能な機構は電力接続線又は銅ブスバーを介して、MMCサブモジュールユニットに嵌め込む。再構成可能な機構であるスイッチを入れる／切ることによって、MMCサブモジュールユニットトポロジーの転換を実現することができる。
【０００８】
再構成可能なMMCサブモジュールユニットはバイパス・スイッチ付きのフルブリッジサブモジュールを使用する場合、前記フルブリッジサブモジュールは四つのパワー半導体素子、バイパス・スイッチ、均圧抵抗とコンデンサーから組成される。前記各パワー半導体は全てアンチパラレルダイオードを含み、第一パワー半導体素子のエミッター 、第二パワー半導体素子のコレクターはバイパス・スイッチの上端と接続し、第三パワー半導体素子のエミッター、第四パワー半導体のコレクターはバイパス・スイッチの下端と接続し、第一パワー半導体と第三パワー半導体のコレクターはコンデンサ陽極端と接続し、第二パワー半導体と第四パワー半導体のエミッターはコンデンサの陰極端と接続し、均圧抵抗上端にコンデンサの陽極端が接続され、下端にコンデンサーの陰極端が接続される。再構成可能なサブモジュールユニットは三つの転換スイッチから構成された再構成可能な機構を含み、第一転換スイッチの一端にフルブリッジサブモジュールコンデンサの陰極が接続され、他端にバイパス・スイッチと第二転換スイッチの一端が接続される；第二転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子と第四パワー半導体素子のブリッジアームの中心と接続し、他端がバイパス・スイッチと第一転換スイッチの一端と接続する；第三転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第一パワー半導体素子のコレクターと接続し、他端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子のコレクターと接続する。
【０００９】
再構成可能なMMCサブユニットの再構成可能な機構は第一転換スイッチ、第二転換スイッチと第三転換スイッチより構成され、第一転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュールのコンデンサ陰極と低圧アウトレット端に並列に接続され、第二転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュール低圧アウトレット端に直列に接続され、第三転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュールの第一パワー半導体素子のコレクターと第三パワー半導体素子のコレクターに直列に接続する。
【００１０】
再構成可能なサブモジュールユニットであって、MMCサブモジュールユニットはフルブリッジサブモジュールと準フルブリッジサブモジュールを採用可能である。
【００１１】
再構成可能なサブモジュールユニットの制御ユニットであって、二次制御保護ユニットはそれぞれMMCサブモジュールパワー半導体およびスイッチ素子、切換構造の転換スイッチの制御端に接続し、制御システムが転換スイッチを入れる／切ることを制御し、サブモジュールユニットトポロジー構造の変化を実現する。
【００１２】
再構成可能なサブモジュールユニットを有する制御ユニットであって、第一転換スイッチＳ１を入れ、第二転換スイッチＳ２、第三転換スイッチＳ３を切ることによって、ハーフブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成する。
【００１３】
再構成可能なサブモジュールユニットを有する制御ユニットであって、転換スイッチＳ２、Ｓ３を入れ、転換スイッチＳ１を切ることによって、フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成する。
【００１４】
再構成可能なサブモジュールユニットの制御ユニットであって、転換スイッチＳ２、Ｓ３を入れ、転換スイッチＳ１を切って、持続的に第三パワー素子Ｔ３管にON指示を出すことによって、準フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成する。
【００１５】
再構成可能なサブモジュールユニットの制御ユニットであって、フルブリッジまたは準フルブリッジトポロジーからハーフブリッジトポロジーに切り替える方法は第一転換スイッチを入れると共に第二転換スイッチと第三転換スイッチを切ることである。
【００１６】
再構成可能なMMCユニットで再構成可能なコンバータを組成し、複数個再構成可能なサブモジュールユニットは、再構成可能なサブモジュール第一パワー半導体素子と第二パワー半導体素子のブリッジアームの中心点から引き出し、該MMC動的シミュレーションサブユニットの第一端とし、再構成可能なサブモジュールバイパス・スイッチ、第一転換スイッチと第二転換スイッチの接続端から引き出し、該MMC動的シミュレーションサブモジュールユニットの第二端とし、複数個再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端と隣接するMMCサブモジュールユニットの第二端を同方向順次にカスケードし、MMCコンバータを組成する；コンバータの再構成可能なサブモジュール転換スイッチを制御することによって、ハーフブリッジMMCコンバータ、フルブリッジMMCコンバータ、準フルブリッジMMCコンバータとハーフブリッジフルブリッジ混合のMMCコンバータを組成することができる。
【００１７】
再構成可能なサブモジュールを用いて、再構成可能なコンバータを構成し、再構成可能なサブモジュール転換スイッチより構成されたハーフブリッジMMCサブモジュールユニットはハーフブリッジMMCコンバータを組成する；再構成可能なサブモジュール転換スイッチより構成されたフルブリッジMMCサブモジュールユニットはフルブリッジMMCコンバータを組成する；構成された準フルブリッジMMCサブモジュールユニットを用い、準フルブリッジMMCコンバータを組成する；再構成可能なサブモジュールの再構成可能なスイッチから構成されたハーフブリッジサブモジュールユニットとフルブリッジサブモジュールユニットを用い、ハーフブリッジとフルブリッジ混合のMMCコンバータを組成する。
【００１８】
本発明に記載された再構成可能なMMCサブモジュールユニットは、既存技術と比較し、以下の有益効果を有する。転換スイッチのコントロール及びパワー半導体のオンオフによって、コンバータバルブサブモジュールユニットがハーフブリッジ型、フルブリッジ型および準フルブリッジ型トポロジー構造間の切替を実現でき、MMC中圧配電ネットワークトポロジーの自由な変換需要を満足し、中圧配電ネットワークの損耗低下、快速回復の需要を満足し、サブモジュールの統一を実現する。動的シミュレーションテストにおいて、異なるサブモジュールユニットに対して、動的シミュレーションテストを実施する要求に満足し、動的シミュレーションの重複建設コストを避けて、MMC動的シミュレーションテストベッドの全体投資と作業量を低下し、テストベッドの作業効率を高める。高い順応性と通用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
図１は再構成可能なサブモジュールユニットおよび制御ユニットの原理図である。
図２は本発明のフルブリッジに基づく再構成可能な電気図である。
図３は本発明の再構成可能なハーフブリッジ型構造の説明図である。
図４は本発明の再構成可能なフルブリッジ型構造の説明図である。
図５は本発明の再構成可能な準フルブリッジ型構造の説明図である。
図６は本発明の再構成可能なサブモジュールに基づき、形成されたMMCマルチレベルコンバータの説明図である。
図７は本発明の再構成可能なサブモジュールに基づき、形成されたハーフブリッジ、フルブリッジ混合のMMCマルチレベルコンバータの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下図面に基づき、本発明の技術案および有益効果をより詳しく説明する。
【００２１】
本発明は再構成可能なMMCサブモジュールユニットを提供し、複数個のサブモジュールユニットが同方向順次カスケードによって、MMC動的シミュレーションコンバーターを構成でき、再構成可能な機構の転換スイッチのコントロールおよびパワー半導体のオンオフによって、コンバーターボルトサブモジュールユニットがハーフブリッジ、フルブリッジ及び準ブルブリッジトポロジー構造間の切換を実現し、MMCが異なるサブモジュールユニットトポロジーの切換またはテストの需要に満足する。
【００２２】
図１に示された再構成可能なMMCサブモジュールユニット及び制御ユニットは、MMCサブモジュールユニットと再構成な機構から組成され、再構成可能な機構は各種スイッチより組成される；再構成可能な機構は電力接続ライン又は銅ブスバーを介して、MMCサブモジュールユニットに嵌め込む。制御ユニットが再構成可能な機構であるスイッチを入れる／切ることによって、MMCサブモジュールユニットトポロジーの切り替えを実現することができる。ハーフブリッジ、フルブリッジ及び類フルブリッジトポロジー構造を含む異なるMMCトポロジー構造で行うことができる。
【００２３】
図２に示されたように、本発明に記載された再構成可能なMMCサブモジュールユニットは直流支持コンデンサＣ、均圧電気抵抗R、第一パワー半導体素子T1、第二パワー半導体素子T2、第三パワー半導体素子T3、第四パワー半導体T4、第一ダイオード D1、第二ダイオード D２、第三ダイオード D３、第四ダイオード D４、バイパス・スイッチK１、第一転換スイッチS１、第二転換スイッチS２、第三転換スイッチS３と二次制御保護ユニットKZを含む；その中、支持コンデンサCはひとつのコンデンサまたは少なくとも二つの相互に並列に接続のコンデンサを含み、均圧電気抵抗Rとすべての直流支持コンデンサと相互並列に接続ようになっている。
【００２４】
二次制御保護ユニットKZはそれぞれ四つのパワー半導体素子、三つの転換スイッチ及びバイパス・スイッチの制御端と接続する。
【００２５】
本発明の再構成可能なMMCサブモジュールユニットは、転換スイッチの今トール及びパワー半導体のオンオフによって、MMCサブモジュールユニットがハーフブリッジ型、フルブリッジ型及び準フルブリッジ型のトポロジー構造の間の切替を実現でき、中圧配電ネットワークが異なるトポロジー構造及びトポロジー構造の快速変化の需要に満足し、MMC動的シミュレーションテスト中、異なるサブモジュールユニットトポロジーが動的シミュレーションテストの需要に満足する。
【００２６】
本発明に記載さされた再構成可能なMMCサブモジュールユニットはのトポロジー切換は主にハーフブリッジ型構造、フルブリッジ型構造及び準ブルブリッジト型構造の三種類の典型的な構造を含む。以下に明細書の図面及び具体的な実施例を利用し、技術案を詳しく説明する。
【００２７】
実施例１：ハーフブリッジ型トポロジー構造
図３に示すように、第一転換スイッチS1を入れ、第二転換スイッチS２を切って、第三転換スイッチS3を切る。この場合、第三パワー半導体素子T3、第四パワー半導体素子T４、第三ダイオード D３、第四ダイオード D４は電路に接続せず、サブモジュールユニットはハーフブリッジ型トポロジー構造である。
【００２８】
実施例２：フルブリッジ型トポロジー構造
図４に示すように、第一転換スイッチS1を切って、第二転換スイッチS２を入れ、第三転換スイッチS３を入れる。この場合、全ての素子が電路に接続し、サブモジュールユニットがフルブリッジ型トポロジー構造である。
【００２９】
実施例３：準フルブリッジ型トポロジー構造
図５に示すように、第一転換スイッチS１を切って、第二転換スイッチS2を入れ、第三転換スイッチS３を入れる。この場合、すべての素子が電路に接続し、正常運行時に第三パワー半導体素子T３がシャットダウン状態に保ち、電流が流さず、電路から省くことができる。逆並列の第三ダイオードに電流が流れ、サブモジュールユニットは準フルブリッジ型トポロジー構造である。
【００３０】
図６は本発明の再構成可能なMMCサブモジュールユニットが構成したハーフブリッジモジュラーマルチレベルコンバータの説明図を示している。複数個の前記の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを含み、前記第一パワー半導体素子T1と第二パワー半導体素子T２のブリッジアーム中心から引き出し、該MMC動的シミュレーションサブモジュールユニットの第一端とし、前記バイパス・スイッチK１、第一転換スイッチS１及び第二転換スイッチS２の接続端を該再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第二端とし、複数個再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端と隣接の再構成可能なサブモジュールユニットの第二端を同じ方向での順次カスケードし、MMCコンバータブリッジアームを組成し、６個のコンバータブリッジアームは再構成可能なMMCコンバータに形成する。
【００３１】
図７は本発明の再構成可能なMMCサブモジュールが構成したハーフブリッジとフルブリッジ混合のマルチレベルコンバータの図を示している。各ブリッジアームはN個のサブモジュールより組成される、その中、N１個のフルブリッジサブモジュールとN２個のハーフブリッジサブモジュールがカスケードして構成され、フルブリッジ及びハーフブリッジサブモジュール個数が具体的な工程で確認し、一般的にフルブリッジサブモジュールは１/３より少なくない。このトポロジー構造を採用して、直流故障隔離を実現し、損耗が低いなどの優れる点以外、サブモジュールトポロジー構造を快速に切り替え、異なるトポロジー構造の転換を実現することができる。
【００３２】
上記は図面に基づき、本発明の実施形態を詳しく説明した、本発明の技術思想を説明するためだけであり、これを理由にして、本発明の保護範囲を限定することができない。所属する技術領域の通常の技術者は、本発明の具体的な実施形態に対する修正及び同等な代替を行っても、本発明が提出した技術思想と範囲内から脱しないあらゆる修正または同等代替が本発明の権利請求範囲にカーバされると理解すべき。
【図１】
2019525702.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019525702.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月11日(2019.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
MMCサブモジュールユニットと再構成可能な機構とを含む、再構成可能なMMCサブモジュールユニットであって、前記再構成可能な機構は転換スイッチを含み、再構成可能な機構は電気接続線又は銅ブスバーを介して、MMCサブモジュールユニットに嵌め込み、再構成可能な機構の転換スイッチを入れる／切ることによって、MMCサブモジュールユニットトポロジーの転換を実現し、
バイパススイッチ付きのフルブリッジサブモジュールを利用する場合、再構成可能なMMCサブモジュールユニットは三つの転換スイッチから構成された再構成可能な機構を含み、
前記フルブリッジサブモジュールは四つのパワー半導体素子、バイパススイッチ、均圧抵抗とコンデンサから組成され、前記各パワー半導体は全てアンチパラレルダイオードを含み、第一パワー半導体素子のエミッター 、第二パワー半導体のコレクターはバイパススイッチの上端と接続し、第三パワー半導体素子のエミッター、第四パワー半導体のコレクターはバイパススイッチの下端と接続し、第一パワー半導体と第三パワー半導体のコレクターはコンデンサ陽極端と接続し、第二パワー半導体と第四パワー半導体のエミッターはコンデンサの陰極端と接続し、均圧抵抗上端にコンデンサ陽極端が接続し、下端にコンデンサの陰極端が接続し、
前記再構成可能な機構はフルブリッジサブモジュールユニットに嵌め込み、第一転換スイッチの一端にフルブリッジサブモジュールコンデンサの陰極が接続され、他端にバイパススイッチの下端と第二転換スイッチの一端が接続され、第二転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子と第四パワー半導体素子のブリッジアームの中心に接続し、他端がバイパススイッチ下端と第一転換スイッチの一端と接続し、第三転換スイッチの一端がフルブリッジサブモジュールの第一パワー半導体素子のコレクター、コンデンサの陽極端及び電気抵抗の陰極端と接続し、他端がフルブリッジサブモジュールの第三パワー半導体素子のコレクターと接続することを特徴とする再構成可能なMMCサブモジュールユニット。
【請求項２】
再構成可能な機構は第一転換スイッチ、第二転換スイッチと第三転換スイッチから構成され、第一転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュールのコンデンサの陰極と低圧アウトレット端に並列に接続し、第二転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュール低圧アウトレット端に直列に接続し、第三転換スイッチは元のフルブリッジサブモジュール第一パワー半導体素子のコレクターと第三パワー半導体素子のコレクターに直列に接続することを特徴とする請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニット。
【請求項３】
二次制御保護ユニットはそれぞれ再構成可能なMMCサブモジュールのパワー半導体とスイッチ素子、転換構造の転換スイッチの制御端と接続し、制御システムが転換スイッチを入れる/切ることを制御し、サブモジュールユニットトポロジー構造の変化を実現し、制御システムがパワー半導体のオンオフを制御することによって、異なるトポロジーコンバータの運転を実現し、
転換スイッチの第一転換スイッチを入れ、転換スイッチの第二の転換スイッチ、第三の転換スイッチを切ることによって、ハーフブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項４】
転換スイッチの第二転換スイッチ、第三転換スイッチを入れ、転換スイッチの第一の転換スイッチを切ることによって、フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項５】
転換スイッチの第二転換スイッチ、第三転換スイッチを入れ、転換スイッチの第一の転換スイッチを切り、持続的に第三パワー部品T３管に対して、オン指示を出し、類フルブリッジサブモジュールトポロジー構造を構成することを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項６】
フルブリッジまたは準フルブリッジトポロジーからハーフブリッジトポロジーに切換する方法は第一転換スイッチを入れると共に、第二転換スイッチ、第三転換スイッチを切ることを特徴とする請求項３に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを有する制御ユニット。
【請求項７】
請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットから組成された再構成可能なコンバータであって、複数個の再構成可能なMMCサブモジュールユニットを含み、再構成可能なMMCモジュール第一パワー半導体素子と第二パワー半導体素子のブリッジアーム中心から引き出し、再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端とし、再構成可能なMMCサブモジュールバイパス・スイッチ、第一転換スイッチと第二転換スイッチの接続端から引き出し、再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第二端とし、複数個再構成可能なMMCサブモジュールユニットの第一端と隣接MMCサブモジュールユニットの第二端が同方向順次にカスケードし、MMCコンバータを組成し、コンバータにおける再構成可能なサブモジュール転換スイッチをコントロールすることによって、ハーフブリッジMMCコンバータ、フルブリッジMMCコンバータ、準フルブリッジMMCコンバータとハーフブリッジ、ブルブリッジ混合のMMCコンバータを組成することを特徴とする請求項１に記載の再構成可能なMMCサブモジュールユニットから組成された再構成可能なコンバータ。
【国際調査報告】
2019525702.tif 000010
2019525702.tif 000011
2019525702.tif 000012
2019525702.tif 000013