ВИРТУАЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ

1. Модульный многоуровневый преобразователь (2) напряжения для преобразования напряжения переменного тока (АС) в напряжение постоянного тока (DC) и наоборот, содержащий сегмент (2С) постоянного тока для присоединения к электросети (120) постоянного тока и сегмент (2А) переменного тока для присоединения к электросети (110) переменного тока, указанный преобразователь содержит ряд ветвей, каждая ветвь содержит верхнее плечо и нижнее плечо, каждое плечо содержит множество подмодулей, которые являются индивидуально управляемыми с помощью управляющего элемента, определенного для каждого подмодуля, и каждый подмодуль содержит конденсатор, подключаемый последовательно в указанном плече, когда управляющий элемент подмодуля находится в активном состоянии (“ON”), при этом каждое плечо является подходящим для моделирования в качестве модулируемого источника напряжения, связанного с коэффициентом загрузки, зависящим от количества конденсаторов, подключенных последовательно в плече, каждый модулируемый источник напряжения связан параллельным соединением с модулируемым конденсатором, соответствующим общей ёмкости плеча, при этом преобразователь также содержит модуль управления преобразователя, выполненный с возможностью регулирования напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора каждой ветви и для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока посредством управления указанными управляющими элементами подмодулей преобразователя, отличающийся тем, что модуль управления преобразователя содержит компьютер (10) для вычисления заданного значения для внутренней энергии преобразователя, сохраняемой в конденсаторах подмодулей указанных плеч, посредством применения функции, содержащей настраиваемый входной параметр, при этом модуль управления выполнен с возможностью получать, исходя из указанного заданного значения энергии, заданное значение для напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора, используемого для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, а также напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора.
VI
2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что настраиваемый входной параметр является настраиваемым коэффициентом k виртуальной инерции.
3. Преобразователь по п. 2, отличающийся тем, что компьютер (10) выполнен с возможностью вычислять заданное значение внутренней энергии для преобразователя, используя выражение:
tot
dc
dc0
где C - общая ёмкость модулируемого конденсатора в плече, v - измеренное напряжение электросети постоянного тока, v - номинальное значение напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, а - номинальное заданное значение для энергии, сохраняемой в конденсаторах преобразователя.
4. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что модуль управления включает в себя регулятор (20) для регулирования внутренней энергии преобразователя, при этом регулятор имеет в качестве входа результат сравнения между указанным заданным значением для напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора, возведенным в квадрат, и усредненным значением квадратов напряжений на выводах модулируемых конденсаторов, и для формирования заданного значения мощности для конденсаторов указанного преобразователя.
diff
gd
diff
gd
diff
diff
gd
dg
5. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что модуль управления выполнен с возможностью выполнять изменение переменной для того, чтобы управлять промежуточными переменными тока и напряжения i, i и v, v, где i и v ассоциированы с электросетью постоянного тока, а i и v ассоциированы с электросетью переменного тока.
gd
gd
6. Преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что модуль управления включает в себя регулятор (40) для регулирования тока i, имеющий в качестве входа заданное значение тока , соответствующее току i.
diff
diff
7. Преобразователь по п. 5, отличающийся тем, что модуль управления включает в себя регулятор (50) для регулирования тока i, имеющий в качестве входа заданное значение тока , соответствующее току i.
8. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что модуль управления включает в себя регулятор (30) для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, при этом регулятор имеет в качестве входа результат сравнения между заданным значением для напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, возведенным в квадрат, и значением, взятым из электросети постоянного тока, аналогичным образом возведенным в квадрат, и для формирования заданного значения для рабочей мощности указанного преобразователя.
VI
VI
9. Преобразователь по п. 8, отличающийся тем, что настраиваемым входным параметром является настраиваемый коэффициент k виртуальной инерции, при этом модуль управления включает в себя элемент (100) для настройки коэффициента усиления регулятора (30) для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока в зависимости от значения коэффициента k виртуальной инерции.
10. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что модуль управления включает в себя ограничитель для ограничения внутренней энергии преобразователя, ограничитель имеет в качестве входа указанную внутреннюю энергию преобразователя, заданное значение для максимальной внутренней энергии преобразователя и заданное значение для минимальной внутренней энергии преобразователя, а также для формирования заданного значения ограничения по мощности.
11. Способ управления модульным многоуровневым преобразователем напряжения, характеризующийся тем, что преобразователь предназначен для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и наоборот, преобразователь включает в себя сегмент постоянного тока для присоединения к электросети постоянного тока и сегмент переменного тока для присоединения к электросети переменного тока, преобразователь содержит ряд ветвей, каждая ветвь содержит верхнее плечо и нижнее плечо, каждое плечо содержит множество подмодулей, которые являются индивидуально управляемыми с помощью управляющего элемента подмодуля и содержат конденсатор, подключенный последовательно в плече, когда управляющий элемент подмодуля находится во включенном состоянии (ON), при этом каждое плечо является пригодным для моделирования с помощью модулируемого источника напряжения, ассоциированного с коэффициентом загрузки, зависящим от количества конденсаторов, соединённых последовательно в плече, причем каждый модулируемый источник напряжения связан параллельным соединением с модулируемым конденсатором, соответствующим общей ёмкости плеча, при этом указанный способ включает медленное управление преобразователем, при котором регулируют напряжение на выводах каждого модулируемого конденсатора каждой ветви и регулируют напряжение в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока путем управления указанными управляющими элементами подмодулей преобразователя, отличающийся тем, что вычисляют заданное значение для внутренней энергии преобразователя, сохраняемой в конденсаторах подмодулей плечей, с помощью функции, имеющей настраиваемый входной параметр, и вычисляют заданное значение для напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора, исходя из указанного заданного значения для внутренней энергии преобразователя, при этом указанное заданное значение для напряжения на выводах каждого модулируемого преобразователя используют для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, а также напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора.
VI
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что настраиваемым входным параметром является настраиваемый коэффициент k виртуальной инерции.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что заданное значение для внутренней энергии преобразователя вычисляют, исходя из следующего выражения:
tot
dc
dc0
где C - общая ёмкость модулируемого конденсатора в плече, v - измеренное напряжение электросети постоянного тока, v - номинальное значение напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока и - номинальное заданное значение для энергии, сохраняемой в конденсаторах преобразователя.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что регулируют напряжение в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, используя в качестве входа результат сравнения между заданным значением для напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, возведенным в квадрат, и значением, взятым из электросети постоянного тока, аналогичным образом возведенным в квадрат, и формируют заданное значение для рабочей мощности указанного преобразователя.
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что настраивают коэффициент усиления для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока в зависимости от указанного значения коэффициента виртуальной инерции.
16. Модуль управления для управления модульным многоуровневым преобразователем по п. 1, характеризующийся тем, что содержит указанный компьютер (10) для вычисления заданного значения для внутренней энергии преобразователя, сохраняемой в конденсаторах подмодулей плечей, с использованием функции, имеющей настраиваемый входной параметр, при этом указанный модуль управления выполнен с возможностью определять, исходя из заданного значения для внутренней энергии преобразователя, заданное значение для напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора, используемое для регулирования напряжения в точках общего присоединения между преобразователем и электросетью постоянного тока, и напряжения на выводах каждого модулируемого конденсатора.