EP3526893A1 - Modular multilevel converter with switch frequency control using flux error hysteresis - Google Patents

Modular multilevel converter with switch frequency control using flux error hysteresis

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Publication number
EP3526893A1
EP3526893A1 EP16805083.9A EP16805083A EP3526893A1 EP 3526893 A1 EP3526893 A1 EP 3526893A1 EP 16805083 A EP16805083 A EP 16805083A EP 3526893 A1 EP3526893 A1 EP 3526893A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
value
polynomial
voltage
hmax
auxiliary
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16805083.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rodrigo Alonso Alvarez Valenzuela
Sascha KUBERA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3526893A1 publication Critical patent/EP3526893A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • HELECTRICITY
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    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a modular Multilevelumrichters, a control device for a modular Multilevelumrichter and a modular Multilevelumrichter as such.
  • Multilevel converter which has at least one converter module with electrically connected in series submodules known.
  • the voltage is measured on the at least one converter module to form voltage actual values.
  • the voltage actual values are compared with voltage setpoints and the switches of the submodules are switched on or off when a voltage deviation value formed as a function of the difference values between the voltage actual values and the voltage setpoints deviates over a measure defined by a predetermined hysteresis band .
  • the hysteresis is modi ⁇ fied with a control number.
  • the control quantity is calculated using a measured value, namely the respective switching frequency of the
  • the invention is based on the object, a still further improved method for operating a modular
  • the invention provides that the current through the converter module to form a current measurement value is gemes ⁇ sen and the control variable is formed at least under Heranzie- hung the measured current value.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that the maximum voltage difference or the maximum voltage swing between the capacitor voltages of the submodules can be reduced by the inclusion of the current through the respective converter module. This circumstance makes it possible in an advantageous manner to reduce the switching frequency for switching the submodules, which in turn reduces the switching losses of the multilevel converter and a particularly efficient operation of the multilevel converter is possible.
  • the polynomial formation is preferably a polynomial of at least second degree, in which the current measurement value with a predetermined first constant to form a first
  • Polynomial auxiliary value is multiplied, the current measured value after squaring with a predetermined second constant is multiplied to form a second polynomial auxiliary value and the first and second polynomial auxiliary value are added.
  • Auxiliary control is formed using the current measurement, a second auxiliary control variable is formed, in response to a frequency deviation value indicating the deviation between the actual switching frequency of the submodules and a predetermined target switching frequency, and formed the control variable using the first and second auxiliary control variable becomes.
  • the frequency deviation value is preferably formed by means of an integrator which integrates a difference value indicating the difference between the actual switching frequency of the submodules and the predetermined setpoint switching frequency over a predetermined time constant.
  • the polynomial result value is preferably multiplied by the second auxiliary control variable directly or, after multiplication by a predetermined auxiliary parameter, to form the first auxiliary control variable.
  • the control variable is preferably formed by forming a difference between the first and second auxiliary control variables.
  • the above-mentioned voltage deviation value is preferred by integrating the difference value between the voltage ⁇ actual values and the voltage setpoints formed over time.
  • the voltage across the at least one converter module can be measured directly or calculated by adding the submode voltages of the switched submodules.
  • the invention also relates to a control device for controlling a Multilevelumrichters, the Minim ⁇ least comprises a converter module with electrically series-connected submodules, wherein each submodule includes at least two switches and an energy storage device and wherein the control device is designed such that the voltage at the at least one converter module determines the formation ofistsist massage, the actual voltage compares with clamping ⁇ voltage setpoints, and at least one of the switches of the submodules switches when the voltage values of the voltage command values over a predetermined through a
  • Hysteresis which is defined by an upper Hysteresebandschwelle and a lower Hysteresebandschwelle differ defined level, wherein the upper Hysteresebandschwelle, the un ⁇ tere Hysteresebandschwelle or both Hysteresebandschwellen to achieve a predetermined inverter behavior regularly or irregularly modified with a control number and wherein the control variable is formed using at least one measured value.
  • control device measures the current through the
  • Converter module to form a current reading measures and the control size at least by using the
  • the invention also relates to a
  • Multilevel converter equipped with such a control device.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 2 shows an embodiment of a submodule
  • Multilevel inverter according to Figure 1 can be used
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a submodule that can be used to form converter modules in the multilevel converter according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and in this context an exemplary embodiment of an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 5 shows measured value profiles during operation of the multi ⁇ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules without consideration of the current through the respective converter module,
  • FIG. 6 shows measured value profiles during operation of the multi ⁇ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules taking into account the current through the respective converter module, that is to say in an operation according to FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and, in this context, a further exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG. 7
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 1 shows a multilevel converter 10 which has three AC voltage connections LI, L2 and L3, at each of which an alternating current can be fed into or removed from the multilevel converter 10.
  • Two DC voltage connections, at which a direct current Idc can be fed into or removed from the multilevel converter 10, are identified in FIG. 1 by the reference symbols L + and L-.
  • the DC voltage at the DC voltage terminals L + and L- carries the reference numeral Udc.
  • the Multilevelumrichter 10 has three series circuits Rl, R2 and R3, whose external connections are the connections Gleichwoodsan ⁇ L + and L- Multilevelumrichters of the tenth
  • the series circuits R1, R2 and R3 each comprise two series-connected converter modules (see reference numbers KM1-KM6).
  • Each of the converter modules KM1-KM6 has at least two submodules SM connected in series, each comprising at least two switches and one capacitor.
  • Embodiments of suitable sub-modules SM are exemplified below erläu ⁇ tert in connection with Figures 2 and 3.
  • FIG. The multilevel converter 10 has a control device 20, which is suitable for driving the submodules SM and thus for controlling the converter modules KM1-KM6.
  • the STEU ⁇ er worn 20 has for this purpose a computing device 21 and a memory 22. In the memory 22, a control program module SPM is stored, which determines the operation of the computing device 21.
  • FIG. 2 shows an embodiment for a submodule SM, which comprises two switches S, two diodes D and a gate Kondensa ⁇ C.
  • the components mentioned form a half-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits unipolar operation of the capacitor C.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a submodule SM which comprises four switches S, four diodes D and one capacitor C.
  • the components mentioned form a full-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits bipolar operation of the capacitor C.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the multilevel converter 10 according to FIG. 1.
  • Converter module KMl forming a current measurement Ik.
  • the measured current value Ik is ⁇ fed into a Polynomsentner 100 performs Polynomtician third degree to form a Polynom threadwerts fourteenth
  • the polynomial former 100 has a first multiplier 110, which has the current measurement value Ik with a first constant kl multiplied, which makes a first
  • Polynomial value II is generated according to:
  • Multipliers 130 of the polynomial generator 100 subject the current measurement Ik to squaring and a multiplication by a second constant k2, whereby a second
  • Polynomial value 12 is formed according to:
  • the polynomial generator 100 has a magnitude and potential generator 140 and a third multiplier 150, which subject the current measurement Ik to a power of three powers and a magnitude, and subsequently perform a multiplication by a third constant k3.
  • a third polynomial auxiliary value 13 is formed according to:
  • a summation 160 of the Polynomsentners 100 adds the three Polynomangespaw II, 12 and 13 to form the already mentioned be ⁇ Polynomensewerts 14 according to:
  • auxiliary parameter kl, k2, k3, a range between -10 and +10 is suitable.
  • the auxiliary parameter k4 used to scale to a normalized value and corresponding preference ⁇ as the branch current maximum occurring in the stationary case. For example, if the power converter is dimensioned that at maximum active and reactive power in stationary operation, a branch current of 2 kA flows, then k4 would be k4 preferably k 1/2.
  • the modified polynomial result value 15 is subsequently multiplied by a frequency deviation value F in a multiplier 215 to form a first auxiliary control quantity K1.
  • the frequency deviation value F is preferably as follows averages ⁇ :
  • the control means 20 detects in addition to the measured current value Ik, the respective switching frequency f with which the sub-modules SM of the converter module of Figure 1 KM1 are currently actually operated.
  • the switching frequency f and one for the operation of the controller 20 predetermined nominal switching frequency fs in a subtractor 190 a difference formation to form a frequency difference value df underzo ⁇ gene, which is subsequently integrated by an integrator 200 under Bil ⁇ extension of the frequency offset value F.
  • the ⁇ integrator 200 operates with a time constant Ti, the German lent is smaller than the line period of the electrical network to which the Multilevelumrichter 10 is connected as shown in FIG. 1
  • the frequency deviation value F is ⁇ fed together with the first auxiliary control variable Kl in a subtractor 220, the output side generates a control variable K.
  • a control variable K With the control quantity K, an upper hysteresis threshold + Hmax and a lower hysteresis threshold -Hmax are formed.
  • the control quantity K can directly define the upper hysteresis band threshold; in this case, the un ⁇ tere Hysteresebandschwelle -Hmax is preferably formed by an inverter 230 which inverts the sign of the control variable K.
  • Hysteresebandschwelle -Hmax are fed to a switching module 300, the output side control signals ST to Umschal ⁇ th of the submodules SM of the converter module KM1 generated according to FIG. 1
  • the switching module 300 compares egg NEN voltage deviation value H having a defined in the switching module 300 hysteresis curve HK and generates the Steuersig ⁇ dimensional ST for switching the submodules when thepossab weichungswert ⁇ H a defined by the Hystersekurve HK hysteresis represented by the upper hysteresis band threshold + Hmax and the lower hysteresis band threshold -Hmax is limited leaves.
  • the switch module 300 the control signals ST that one of the switches of the submodules SM To ⁇ turn produce, produce, as, for example, from the above Veröffentli ⁇ chung "Control of Switching Frequency for a modular multilevel converter by a variable hysteresis band modulation" already known is.
  • ⁇ deviation value H is formed by integrating by an integrator 400, which subjects a voltage difference dU value of an integration with a time constant At.
  • the voltage difference value dU is formed by forming the difference between the respective actual voltage Uk of the voltage on the converter module KML according to Figure 1 as well as a respectively specified differently surrounded voltage setpoint Uks; the difference formation for forming the voltage difference value dU can be effected by a difference generator 410.
  • the capacitor difference value dUc indicates the difference between the capacitor voltage of the submodule SM of the converter module KM1 with the highest capacitor voltage and the capacitor voltage of the submodule SM with the lowest capacitor voltage of the converter module KM1.
  • FIG. 5 shows the course of the measured values F, Ik and dUc for the case in which the hysteresis thresholds + Hmax and -Hmax are set exclusively taking into account the frequency difference value df or the frequency deviation value F, as described in the abovementioned publication "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation "is the case.
  • FIG. 6 shows the positive influence of the polymer former 100 of the control device 20 according to FIG. 4 on the course of the measured values, in particular on the course of the capacitor difference value dUc. It can be seen that HK to show more often at those points over time by dynamically changed depending on the current measuring values ⁇ Ik hysteresis curve where the Capacitor difference value dUc is large.
  • the polymer formers 100 performs in the embodiment variant ge ⁇ Gurss Figure 4 to an optimized profile of the
  • Capacitor difference dUc because the deviation between the largest and smallest capacitor voltage in the submodules SM of the converter module KM1 is smaller overall.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an advantageous construction or an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the
  • Multilevel converter 10 according to FIG. 1.
  • FIG. 7 reference is again made to the converter module KM1 according to FIG.
  • control device 20 exclusively evaluates the current I through the device
  • the Converter module KM1 or the current measured value Ik is a polynomial formation by the
  • Polynomializer 100 subjected, as already explained in connection with the embodiment of FIG 4 de ⁇ .
  • Hysteresebandschwelle -Hmax formed directly by means of modifi ⁇ ed polynomial result value 15. Including the respective switching frequency f or the deviation df of the respective switching frequency f from a predetermined desired switching frequency fs does not serve in the embodiment according to FIG. 7 to influence the hysteresis thresholds + Hmax or -Hmax. Incidentally, the above statements apply in hang with the figure 4 in the embodiment according to FIG 7 accordingly.
  • the controller 20, as shown in Figure 1, comprise a computer 21 and a memory 22, in which the function modules shown in Figures 4 and 7 are stored as soft ⁇ ware module, for example, within the control program module SPM.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to, among others, a method for operating a modular multilevel converter (10) which has at least one converter module (KM1-KM6) with sub-modules (SM) electrically connected in series. Each sub-module (SM) comprises at least two switches (S) and an energy storage unit. In the method, the voltage at the at least one converter module (KM1-KM6) is ascertained, thereby forming actual voltage values (Uk). The actual voltage values (Uk) are compared with target voltage values (Uks), and at least one of the switches (S) of the submodules (SM) is switched if a voltage deviation value (H) formed based on the differential values between the actual voltage values (Uk) and the target voltage values (Uks) deviates by a degree defined by a specified hysteresis band which is determined by an upper hysteresis band threshold (+Hmax) and a lower hysteresis band threshold (-Hmax). The upper hysteresis band threshold, the lower hysteresis band threshold, or both hysteresis band thresholds are modified in a regular or irregular manner with a control variable (K) in order to achieve a specified converter behavior, and the control variable (K) is formed using at least one measurement value. According to the invention, the current flowing through the converter module (KM1-KM6) is measured, thereby forming a current measurement value (Ik), and the control variable (K) is formed at least also using the current measurement value (Ik).

Description

Beschreibung description
MODULARER MULTI LEVELUMRICHTER MIT SCHALTFREQUENZREGELUNG MITTELS FLUSSFEHLERHYSTERESE MODULAR MULTI LEVEL CONVERTER WITH SWITCHING FREQUENCY CONTROL BY MEANS OF FLUX ERROR HYSTERESIS
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Multilevelumrichters , eine Steuereinrichtung für einen modularen Multilevelumrichter sowie einen modularen Multilevelumrichter als solchen. The invention relates to a method for operating a modular Multilevelumrichters, a control device for a modular Multilevelumrichter and a modular Multilevelumrichter as such.
Aus der Veröffentlichung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" (Sascha Kubera, Rodrigo Alvarez, Jörg Dorn, 18th European Conference on Power Electronics and Applications EPE '16 ECCE Europe, 5.-9. September 2016, Karlsruhe, Germany) ist ein Verfahren zum Betreiben eines modularen From the publication "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" (Sascha Kubera, Rodrigo Alvarez, Jörg Dorn, 18th European Conference on Power Electronics and Applications EPE16 ECCE Europe, 5-9 September 2016 , Karlsruhe, Germany) is a method for operating a modular
Multilevelumrichters, der mindestens ein Konvertermodul mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen aufweist, bekannt. Bei dem vorbekannten Verfahren wird die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul unter Bildung von Spannungsistwerten gemessen. Die Spannungsistwerte werden mit Spannungssollwerten verglichen und die Schalter der Submodule werden ein- oder ausgeschaltet, wenn ein in Abhängigkeit von den Differenzwerten zwischen den Spannungsistwerten und den Spannungssollwerten gebildeter Spannungsabweichungswert über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband definiertes Maß ab¬ weichen. Das Hystereseband wird mit einer Kontrollgröße modi¬ fiziert. Die Kontrollgröße wird unter Heranziehung eines Messwertes, nämlich der jeweiligen Schaltfrequenz des Multilevel converter, which has at least one converter module with electrically connected in series submodules known. In the previously known method, the voltage is measured on the at least one converter module to form voltage actual values. The voltage actual values are compared with voltage setpoints and the switches of the submodules are switched on or off when a voltage deviation value formed as a function of the difference values between the voltage actual values and the voltage setpoints deviates over a measure defined by a predetermined hysteresis band . The hysteresis is modi ¬ fied with a control number. The control quantity is calculated using a measured value, namely the respective switching frequency of the
Konvertermoduls, gebildet. Converter module, formed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein noch weiter verbessertes Verfahren zum Betreiben eines modularen The invention is based on the object, a still further improved method for operating a modular
Multilevelumrichters anzugeben. Specify multilevel converter.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben. Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Strom durch das Konvertermodul unter Bildung eines Strommesswertes gemes¬ sen wird und die Kontrollgröße zumindest auch unter Heranzie- hung des Strommesswertes gebildet wird. This object is achieved by a method having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims. Accordingly, the invention provides that the current through the converter module to form a current measurement value is gemes ¬ sen and the control variable is formed at least under Heranzie- hung the measured current value.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch den Einbezug des Stroms durch das jeweilige Konvertermodul die maximale Spannungsdifferenz bzw. der maximale Spannungshub zwischen den Kondensatorspannungen der Submodule reduziert werden kann. Dieser Umstand macht es in vorteilhafter Weise möglich, die Schaltfrequenz zum Umschalten der Submodule zu reduzieren, wodurch wiederum die Schaltverluste des Multilevelumrichters reduziert werden und ein besonders effizienter Betrieb des Multilevelumrichters möglich wird. A significant advantage of the method according to the invention is the fact that the maximum voltage difference or the maximum voltage swing between the capacitor voltages of the submodules can be reduced by the inclusion of the current through the respective converter module. This circumstance makes it possible in an advantageous manner to reduce the switching frequency for switching the submodules, which in turn reduces the switching losses of the multilevel converter and a particularly efficient operation of the multilevel converter is possible.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Strom¬ messwert einer Polynombildung unter Erzeugung eines Especially advantageous is considered when the measured current value ¬ a Polynombildung to form a
Polynomergebniswertes unterzogen wird und die Kontrollgröße unter Heranziehung des Polynomergebniswertes gebildet wird. Is subjected to the polynomial result value and the control quantity is formed using the polynomial result value.
Die Polynombildung ist vorzugsweise eine Polynombildung zumindest zweiten Grades, bei der der Strommesswert mit einer vorgegebenen ersten Konstanten unter Bildung eines erstenThe polynomial formation is preferably a polynomial of at least second degree, in which the current measurement value with a predetermined first constant to form a first
Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes multipliziert wird und der erste und zweite Polynomhilfswert addiert werden. Polynomial auxiliary value is multiplied, the current measured value after squaring with a predetermined second constant is multiplied to form a second polynomial auxiliary value and the first and second polynomial auxiliary value are added.
Besonders vorteilhaft ist es mit Blick auf die oben angespro¬ chene Reduktion des maximalen Spannungshubs zwischen den Kondensatorspannungen der Submodule, wenn die Polynombildung eine Polynombildung dritten oder zumindest dritten Grades (also vierten, fünften, .... Grades) ist, bei der der Strommesswert mit einer vorgegebenen ersten Konstanten unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes multipliziert wird, der Strommesswert nach Betragsbildung und Potenzierung zur dritten Potenz mit einer vorgegebenen dritten Konstanten unter Bildung eines dritten Polynomhilfswertes multipliziert wird und der erste, zweite und dritte It is particularly advantageous in view of the above angespro ¬ chene reduction of the maximum voltage swing between the capacitor voltages of the submodules when the Polynombildung a Polynombildung third or at least the third degree (ie, fourth, fifth, .... degree) is, at which the current measurement value is multiplied by a predetermined first constant to form a first polynomial auxiliary value, the current measured value after squaring with a predetermined second Multiplied constant to form a second polynomial auxiliary value, the measured current value after magnitude formation and exponentiation to the third power multiplied by a predetermined third constant to form a third polynomial auxiliary value and the first, second and third
Polynomhilfswert addiert werden. Polynomial value added.
Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine erste Also, it is considered advantageous if a first
Hilfskontrollgröße unter Heranziehung des Strommesswertes ge- bildet wird, eine zweite Hilfskontrollgröße gebildet wird, und zwar in Abhängigkeit von einem Frequenzabweichungswert, der die Abweichung zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule und einer vorgegebenen Sollschaltfrequenz angibt, und die Kontrollgröße unter Heranziehung der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße gebildet wird.  Auxiliary control is formed using the current measurement, a second auxiliary control variable is formed, in response to a frequency deviation value indicating the deviation between the actual switching frequency of the submodules and a predetermined target switching frequency, and formed the control variable using the first and second auxiliary control variable becomes.
Der Frequenzabweichungswert wird vorzugsweise mittels eines Integrators gebildet, der einen die Differenz zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule und der vorgegebe- nen Sollschaltfrequenz angebenden Differenzwert über eine vorgegebene Zeitkonstante integriert. The frequency deviation value is preferably formed by means of an integrator which integrates a difference value indicating the difference between the actual switching frequency of the submodules and the predetermined setpoint switching frequency over a predetermined time constant.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn der Strommesswert ei¬ ner Polynombildung unter Erzeugung eines Moreover, it is advantageous if the measured current value ei ¬ ner polynomial formation to produce a
Polynomergebniswertes unterzogen wird und die erste Hilfs- kontrollgröße unter Heranziehung des Polynomergebniswertes gebildet wird. Is subjected to the polynomial result value and the first auxiliary control variable is formed by using the polynomial value.
Der Polynomergebniswert wird bevorzugt unmittelbar oder nach Multiplikation mit einem vorgegebenen Hilfsparameter mit der zweiten Hilfskontrollgröße unter Bildung der ersten Hilfs- kontrollgröße multipliziert. The polynomial result value is preferably multiplied by the second auxiliary control variable directly or, after multiplication by a predetermined auxiliary parameter, to form the first auxiliary control variable.
Die Kontrollgröße wird bevorzugt durch Differenzbildung zwi- sehen der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße gebildet. Der oben erwähnte Spannungsabweichungswert wird bevorzugt durch Integration des Differenzwerts zwischen den Spannungs¬ istwerten und den Spannungssollwerten über der Zeit gebildet. Die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul kann im Übrigen unmittelbar gemessen oder durch Addieren der Submo- dulspannungen der eingeschalteten Submodule errechnet werden. The control variable is preferably formed by forming a difference between the first and second auxiliary control variables. The above-mentioned voltage deviation value is preferred by integrating the difference value between the voltage ¬ actual values and the voltage setpoints formed over time. Incidentally, the voltage across the at least one converter module can be measured directly or calculated by adding the submode voltages of the switched submodules.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Steuerein- richtung zum Steuern eines Multilevelumrichters , der mindes¬ tens ein Konvertermodul mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen aufweist, wobei jedes Submodul jeweils mindestens zwei Schalter und einen Energiespeicher umfasst und wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie die Span- nung an dem mindestens einen Konvertermodul unter Bildung von Spannungsistwerten ermittelt, die Spannungsistwerte mit Span¬ nungssollwerten vergleicht und zumindest einen der Schalter der Submodule umschaltet, wenn die Spannungsistwerte von den Spannungssollwerten über ein durch ein vorgegebenes The invention also relates to a control device for controlling a Multilevelumrichters, the Minim ¬ least comprises a converter module with electrically series-connected submodules, wherein each submodule includes at least two switches and an energy storage device and wherein the control device is designed such that the voltage at the at least one converter module determines the formation of Spannungsistwerten, the actual voltage compares with clamping ¬ voltage setpoints, and at least one of the switches of the submodules switches when the voltage values of the voltage command values over a predetermined through a
Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle und eine untere Hysteresebandschwelle festgelegt ist, definiertes Maß abweichen, wobei die obere Hysteresebandschwelle, die un¬ tere Hysteresebandschwelle oder beide Hysteresebandschwellen zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmä- ßig oder unregelmäßig mit einer Kontrollgröße modifiziert werden und wobei die Kontrollgröße unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird. Hysteresis, which is defined by an upper Hysteresebandschwelle and a lower Hysteresebandschwelle differ defined level, wherein the upper Hysteresebandschwelle, the un ¬ tere Hysteresebandschwelle or both Hysteresebandschwellen to achieve a predetermined inverter behavior regularly or irregularly modified with a control number and wherein the control variable is formed using at least one measured value.
Bezüglich einer solchen Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung den Strom durch dasWith regard to such a control device, it is provided according to the invention that the control device measures the current through the
Konvertermodul unter Bildung eines Strommesswertes misst und die Kontrollgröße zumindest auch unter Heranziehung des Converter module to form a current reading measures and the control size at least by using the
Strommesswertes bildet. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen Current reading forms. With regard to the advantages of the control device according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the method according to the invention. The invention also relates to a
Multilevelumrichter, der mit einer solchen Steuereinrichtung ausgestattet ist. Multilevel converter equipped with such a control device.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft The invention will be explained in more detail with reference to Ausführungsbeispie ¬ len; thereby show by way of example
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Figure 1 shows an embodiment of an inventive
Multilevelumrichter,  Multilevelumrichter,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul, das zur Figure 2 shows an embodiment of a submodule, the
Bildung von Konvertermodulen bei dem  Formation of converter modules in the
Multilevelumrichter gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann,  Multilevel inverter according to Figure 1 can be used
Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Submodul, das zur Bildung von Konvertermodulen bei dem Multilevelumrichter gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann, FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a submodule that can be used to form converter modules in the multilevel converter according to FIG. 1,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben des Multilevelumrichters gemäß Figur 1 sowie in diesem Zusammenhang ein Ausführungsbeispiel für eine vorteilhafte Arbeitsweise einer Steuereinrich¬ tung des Multilevelumrichters gemäß Figur 1, 4 shows an exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and in this context an exemplary embodiment of an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG. 1, FIG.
Figur 5 Messwertverläufe während des Betriebs des Multi¬ levelumrichters gemäß Figur 1 im Falle einer An- steuerung der Konvertermodule ohne Berücksichtigung des Stromes durch das jeweilige Konvertermodul, FIG. 5 shows measured value profiles during operation of the multi ¬ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules without consideration of the current through the respective converter module,
Figur 6 Messwertverläufe während des Betriebs des Multi¬ levelumrichters gemäß Figur 1 im Falle einer An- steuerung der Konvertermodule mit Berücksichtigung des Stromes durch das jeweilige Konvertermodul, also bei einem Betrieb gemäß Figur 4, Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben des Multilevelumrichters gemäß Figur 1 sowie in diesem Zusammenhang ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine vorteilhafte Arbeitsweise ei- ner Steuereinrichtung des Multilevelumrichters gemäßFIG. 6 shows measured value profiles during operation of the multi ¬ level converter according to FIG. 1 in the case of control of the converter modules taking into account the current through the respective converter module, that is to say in an operation according to FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a method for operating the multilevel converter according to FIG. 1 and, in this context, a further exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of a control device of the multilevel converter according to FIG
Figur 1. FIG. 1
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet. For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components.
Die Figur 1 zeigt einen Multilevelumrichter 10, der drei Wechselspannungsanschlüsse LI, L2 und L3 aufweist, an denen jeweils ein Wechselstrom in den Multilevelumrichter 10 einge- speist oder aus diesem entnommen werden kann. Zwei Gleichspannungsanschlüsse, an denen ein Gleichstrom Idc in den Multilevelumrichter 10 eingespeist oder aus diesem entnommen werden kann, sind in der Figur 1 mit dem Bezugszeichen L+ und L- gekennzeichnet. Die Gleichspannung an den Gleichspannungs- anschlüssen L+ und L- trägt das Bezugszeichen Udc . FIG. 1 shows a multilevel converter 10 which has three AC voltage connections LI, L2 and L3, at each of which an alternating current can be fed into or removed from the multilevel converter 10. Two DC voltage connections, at which a direct current Idc can be fed into or removed from the multilevel converter 10, are identified in FIG. 1 by the reference symbols L + and L-. The DC voltage at the DC voltage terminals L + and L- carries the reference numeral Udc.
Der Multilevelumrichter 10 weist drei Reihenschaltungen Rl, R2 und R3 auf, deren äußere Anschlüsse die Gleichspannungsan¬ schlüsse L+ und L- des Multilevelumrichters 10 bilden. Die Reihenschaltungen Rl, R2 und R3 umfassen jeweils zwei in Reihe geschaltete Konvertermodule (vgl. Bezugszeichen KM1-KM6) . The Multilevelumrichter 10 has three series circuits Rl, R2 and R3, whose external connections are the connections Gleichspannungsan ¬ L + and L- Multilevelumrichters of the tenth The series circuits R1, R2 and R3 each comprise two series-connected converter modules (see reference numbers KM1-KM6).
Jedes der Konvertermodule KM1-KM6 weist jeweils mindestens zwei in Reihe geschaltete Submodule SM auf, die jeweils min- destens zwei Schalter und einen Kondensator umfassen. Ausführungsbeispiele für geeignete Submodule SM werden nachfolgend beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläu¬ tert . Der Multilevelumrichter 10 weist eine Steuereinrichtung 20 auf, die zur Ansteuerung der Submodule SM und damit zur An- steuerung der Konvertermodule KM1-KM6 geeignet ist. Die Steu¬ ereinrichtung 20 weist zu diesem Zweck eine Recheneinrichtung 21 sowie einen Speicher 22 auf. In dem Speicher 22 ist ein Steuerprogrammmodul SPM gespeichert, das die Arbeitsweise der Recheneinrichtung 21 bestimmt. Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul SM, das zwei Schalter S, zwei Dioden D sowie einen Kondensa¬ tor C umfasst. Die genannten Komponenten bilden eine Halbbrückenschaltung, die durch Ansteuern der Schalter S - seitens der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 1 - einen unipolaren Be- trieb des Kondensators C ermöglicht. Each of the converter modules KM1-KM6 has at least two submodules SM connected in series, each comprising at least two switches and one capacitor. Embodiments of suitable sub-modules SM are exemplified below erläu ¬ tert in connection with Figures 2 and 3. FIG. The multilevel converter 10 has a control device 20, which is suitable for driving the submodules SM and thus for controlling the converter modules KM1-KM6. The STEU ¬ ereinrichtung 20 has for this purpose a computing device 21 and a memory 22. In the memory 22, a control program module SPM is stored, which determines the operation of the computing device 21. 2 shows an embodiment for a submodule SM, which comprises two switches S, two diodes D and a gate Kondensa ¬ C. The components mentioned form a half-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits unipolar operation of the capacitor C.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Submodul SM, das vier Schalter S, vier Dioden D sowie einen Kondensator C umfasst. Die genannten Komponenten bilden eine Vollbrü- ckenschaltung, die durch Ansteuern der Schalter S - seitens der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 1 - einen bipolaren Betrieb des Kondensators C ermöglicht. FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a submodule SM which comprises four switches S, four diodes D and one capacitor C. The components mentioned form a full-bridge circuit which, by activating the switches S-on the part of the control device 20 according to FIG. 1-permits bipolar operation of the capacitor C.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine vorteil- hafte Arbeitsweise der Steuereinrichtung 20 im Rahmen des Betriebs des Multilevelumrichters 10 gemäß Figur 1. FIG. 4 shows an exemplary embodiment for an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the multilevel converter 10 according to FIG. 1.
Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich auf die An- steuerung des Konvertermoduls KMl gemäß Figur 1; die Ansteue- rung der übrigen Konvertermodule KM2 bis KM6 erfolgt vorzugs¬ weise in identischer oder zumindest vergleichbarer Form, so dass diesbezüglich auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der Ansteuerung des Konvertermoduls KMl verwiesen sei. Die Steuereinrichtung 20 misst den Strom I durch das The following explanations relate to the control of the converter module KM1 according to FIG. 1; the control of the other converter modules KM2 to KM6 takes place preference ¬, in an identical or at least comparable form, so that in this respect, reference is made to the statements relating to the control of the converter module KML. The controller 20 measures the current I through the
Konvertermodul KMl unter Bildung eines Strommesswerts Ik. Der Strommesswert Ik wird in einen Polynombildner 100 einge¬ speist, der eine Polynombildung dritten Grades unter Bildung eines Polynomergebniswerts 14 durchführt. Converter module KMl forming a current measurement Ik. The measured current value Ik is ¬ fed into a Polynombildner 100 performs Polynombildung third degree to form a Polynomergebniswerts fourteenth
Zu diesem Zweck weist der Polynombildner 100 einen ersten Multiplizierer 110 auf, der den Strommesswert Ik mit einer ersten Konstante kl multipliziert, wodurch ein erster For this purpose, the polynomial former 100 has a first multiplier 110, which has the current measurement value Ik with a first constant kl multiplied, which makes a first
Polynomhilfswert II erzeugt wird gemäß: Polynomial value II is generated according to:
11 = kl * Ik 11 = kl * Ik
Ein Quadrierer 120 und ein nachgeschalteter zweiter A squarer 120 and a downstream second
Multiplizierer 130 des Polynombildners 100 unterziehen den Strommesswert Ik einer Quadrierung sowie einer Multiplikation mit einer zweiten Konstanten k2, wodurch ein zweiter Multipliers 130 of the polynomial generator 100 subject the current measurement Ik to squaring and a multiplication by a second constant k2, whereby a second
Polynomhilfswert 12 gebildet wird gemäß: Polynomial value 12 is formed according to:
12 = Ik2 * k2 12 = Ik 2 * k2
Darüber hinaus weist der Polynombildner 100 einen Betrags- und Potenzbildner 140 sowie einen dritten Multiplizierer 150 auf, die den Strommesswert Ik einer Potenzierung zur dritten Potenz und einer Betragsbildung unterziehen sowie nachfolgend eine Multiplikation mit einer dritten Konstante k3 durchführen. In dieser Weise wird ein dritter Polynomhilfswert 13 ge- bildet gemäß: In addition, the polynomial generator 100 has a magnitude and potential generator 140 and a third multiplier 150, which subject the current measurement Ik to a power of three powers and a magnitude, and subsequently perform a multiplication by a third constant k3. In this way, a third polynomial auxiliary value 13 is formed according to:
13 = I Ik I 3 * K3 13 = I Ik I 3 * K3
Ein Summenbildner 160 des Polynombildners 100 addiert die drei Polynomhilfswerte II, 12 und 13 unter Bildung des be¬ reits erwähnten Polynomergebniswerts 14 gemäß: A summation 160 of the Polynombildners 100 adds the three Polynomhilfswerte II, 12 and 13 to form the already mentioned be ¬ Polynomergebniswerts 14 according to:
14 = II + 12 + 13 Der Polynomergebniswert 14 wird in einem Multiplizierer 170 mit einem Hilfsparameter k4 unter Bildung eines modifizierten Polynomergebniswerts 15 multipliziert. 14 = II + 12 + 13 The polynomial result value 14 is multiplied in a multiplier 170 by an auxiliary parameter k4 to form a modified polynomial result value 15.
Für die Wahl der Hilfsparameter kl, k2, k3 eignet sich ein Bereich zwischen -10 und +10. Der Hilfsparameter k4 dient zur Skalierung auf einen normierten Wert und entspricht vorzugs¬ weise dem im stationären Fall maximal auftretenden Zweigstrom. Ist zum Beispiel der Stromrichter so dimensioniert, dass bei maximaler Wirk- und Blindleistung im stationären Betrieb ein Zweigstrom von 2 kA fließt, dann betrüge k4 vorzugsweise k4 = 1/2. For the selection of the auxiliary parameters kl, k2, k3, a range between -10 and +10 is suitable. The auxiliary parameter k4 used to scale to a normalized value and corresponding preference ¬ as the branch current maximum occurring in the stationary case. For example, if the power converter is dimensioned that at maximum active and reactive power in stationary operation, a branch current of 2 kA flows, then k4 would be k4 preferably k = 1/2.
Der modifizierte Polynomergebniswert 15 wird nachfolgend mit einem Frequenzabweichungswert F in einem Multiplizierer 215 unter Bildung einer ersten Hilfskontrollgröße Kl multipli- ziert. The modified polynomial result value 15 is subsequently multiplied by a frequency deviation value F in a multiplier 215 to form a first auxiliary control quantity K1.
Der Frequenzabweichungswert F wird vorzugsweise wie folgt er¬ mittelt : Die Steuereinrichtung 20 erfasst zusätzlich zu dem Strommesswert Ik die jeweilige Schaltfrequenz f, mit der die Submodule SM des Konvertermoduls KM1 gemäß Figur 1 aktuell tatsächlich betrieben werden. Die Schaltfrequenz f und eine für den Betrieb der Steuereinrichtung 20 vorgegebene Sollschaltfrequenz fs werden in einem Differenzbildner 190 einer Differenzbildung unter Bildung eines Frequenzdifferenzwerts df unterzo¬ gen, der nachfolgend mittels eines Integrators 200 unter Bil¬ dung des Frequenzabweichungswerts F integriert wird. Der In¬ tegrator 200 arbeitet mit einer Zeitkonstanten Ti, die deut- lieh kleiner als die Netzperiode des elektrischen Netzes ist, an das der Multilevelumrichter 10 gemäß Figur 1 angeschlossen ist . The frequency deviation value F is preferably as follows averages ¬: The control means 20 detects in addition to the measured current value Ik, the respective switching frequency f with which the sub-modules SM of the converter module of Figure 1 KM1 are currently actually operated. The switching frequency f and one for the operation of the controller 20 predetermined nominal switching frequency fs in a subtractor 190 a difference formation to form a frequency difference value df unterzo ¬ gene, which is subsequently integrated by an integrator 200 under Bil ¬ extension of the frequency offset value F. In the ¬ integrator 200 operates with a time constant Ti, the German lent is smaller than the line period of the electrical network to which the Multilevelumrichter 10 is connected as shown in FIG. 1
Der Frequenzabweichungswert F wird gemeinsam mit der ersten Hilfskontrollgröße Kl in einen Differenzbildner 220 einge¬ speist, der ausgangsseitig eine Kontrollgröße K erzeugt. Mit der Kontrollgröße K werden eine obere Hysteresebandschwelle +Hmax sowie eine untere Hysteresebandschwelle -Hmax gebildet. Beispielsweise kann die Kontrollgröße K unmittelbar die obere Hysteresebandschwelle definieren; in diesem Fall wird die un¬ tere Hysteresebandschwelle -Hmax vorzugsweise mittels eines Inverters 230 gebildet, der das Vorzeichen der Kontrollgröße K invertiert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 bildet der Fre¬ quenzabweichungswert F in vorteilhafter Weise unmittelbar ei¬ ne zweite Hilfskontrollgröße K2, die gemeinsam mit der ersten Hilfskontrollgröße Kl in den Differenzbildner 220 eingespeist wird. Ein Mehraufwand durch eine weitere Bearbeitung des Fre¬ quenzabweichungswerts F im Rahmen der Erzeugung der zweiten Hilfskontrollgröße K2 entfällt also. Die obere Hystersebandschwelle +Hmax und die untere The frequency deviation value F is ¬ fed together with the first auxiliary control variable Kl in a subtractor 220, the output side generates a control variable K. With the control quantity K, an upper hysteresis threshold + Hmax and a lower hysteresis threshold -Hmax are formed. For example, the control quantity K can directly define the upper hysteresis band threshold; in this case, the un ¬ tere Hysteresebandschwelle -Hmax is preferably formed by an inverter 230 which inverts the sign of the control variable K. In the embodiment according to Figure 4 of the Fre quenzabweichungswert ¬ F is advantageously directly ei ¬ ne second auxiliary control number K2, which is fed together with the first auxiliary control variable Kl in the difference former 220th An overhead by a further processing of the Fre ¬ quenzabweichungswerts F during the generation of the second auxiliary control variable K2 thus omitted. The upper hysteresis band threshold + Hmax and the lower one
Hysteresebandschwelle -Hmax werden in ein Umschaltmodul 300 eingespeist, das ausgangsseitig Steuersignale ST zum Umschal¬ ten der Submodule SM des Konvertermoduls KM1 gemäß Figur 1 erzeugt. Zu diesem Zweck vergleicht das Umschaltmodul 300 ei- nen Spannungsabweichungswert H mit einer in dem Umschaltmodul 300 definierten Hysteresekurve HK und erzeugt die Steuersig¬ nale ST zum Umschalten der Submodule, wenn der Spannungsab¬ weichungswert H ein durch die Hystersekurve HK definiertes Hystereseband, das durch die obere Hysteresebandschwelle +Hmax und die untere Hysteresebandschwelle -Hmax begrenzt ist, verlässt. Liegt der Spannungsabweichungswert H innerhalb des durch die Hysteresekurve HK definierten Hysteresebands, so ist ein Umschalten der Submodule SM nicht nötig. Das Umschaltmodul 300 kann die Steuersignale ST, die ein Um¬ schalten der Schalter der Submodule SM hervorrufen, erzeugen, wie dies beispielsweise aus der oben genannten Veröffentli¬ chung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" bereits bekannt ist. Hysteresebandschwelle -Hmax are fed to a switching module 300, the output side control signals ST to Umschal ¬ th of the submodules SM of the converter module KM1 generated according to FIG. 1 For this purpose, the switching module 300 compares egg NEN voltage deviation value H having a defined in the switching module 300 hysteresis curve HK and generates the Steuersig ¬ dimensional ST for switching the submodules when the Spannungsab weichungswert ¬ H a defined by the Hystersekurve HK hysteresis represented by the upper hysteresis band threshold + Hmax and the lower hysteresis band threshold -Hmax is limited leaves. If the voltage deviation value H lies within the hysteresis band defined by the hysteresis curve HK, it is not necessary to switch over the submodules SM. The switch module 300, the control signals ST that one of the switches of the submodules SM To ¬ turn produce, produce, as, for example, from the above Veröffentli ¬ chung "Control of Switching Frequency for a modular multilevel converter by a variable hysteresis band modulation" already known is.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wird der Spannungs¬ abweichungswert H durch Integration mittels eines Integrators 400 gebildet, der einen Spannungsdifferenzwert dU einer In- tegration mit einer Zeitkonstanten At unterzieht. In the embodiment according to Figure 4 of the voltage is formed ¬ deviation value H by integrating by an integrator 400, which subjects a voltage difference dU value of an integration with a time constant At.
Der Polynomergebniswert 15 verändert sich zeitlich im Bereich < 20 ms (abhängig vom Polynomgrad: 1. Ordnung = 50 Hz => 20 ms, 2. Ordnung = 100 Hz => 10 ms, etc.) und ist deutlich kürzer als die Zeitkonstante Ti des Integrators 200, die vor¬ zugsweise in einem Bereich zwischen 100 ms und mehreren Sekunden liegt. The polynomial value 15 changes temporally in the range <20 ms (depending on the polynomial degree: 1st order = 50 Hz => 20) ms, 2nd order = 100 Hz => 10 ms, etc.), and substantially shorter than the time constant Ti of the integrator 200, which is preferably in a range between 100 ms and several seconds before ¬.
Der Spannungsdifferenzwert dU wird durch Differenzbildung zwischen dem jeweiligen Spannungsistwert Uk der Spannung am Konvertermodul KMl gemäß Figur 1 sowie einem jeweils vorgege¬ benen Spannungssollwert Uks gebildet; die Differenzbildung zur Bildung des Spannungsdifferenzwerts dU kann durch einen Differenzbildner 410 erfolgen. The voltage difference value dU is formed by forming the difference between the respective actual voltage Uk of the voltage on the converter module KML according to Figure 1 as well as a respectively specified differently surrounded voltage setpoint Uks; the difference formation for forming the voltage difference value dU can be effected by a difference generator 410.
Die Figur 5 zeigt beispielhaft den Verlauf der Schaltfrequenz f, den Verlauf der oberen Hysteresebandschwelle +Hmax, den Verlauf der unteren Hysteresebandschwelle -Hmax, den Verlauf des Stromes bzw. des Strommesswerts Ik sowie den Verlauf ei¬ nes Kondensatordifferenzwerts dUc jeweils über der identi¬ schen Zeitachse t. Der Kondensatordifferenzwert dUc gibt die Differenz zwischen der Kondensatorspannung des Submoduls SM des Konvertermoduls KMl mit der höchsten Kondensatorspannung und der Kondensatorspannung des Submoduls SM mit der niedrigsten Kondensatorspannung des Konvertermoduls KMl an. 5 shows an exemplary waveform of the switching frequency f, the profile of the upper Hysteresebandschwelle + Hmax, the profile of the lower Hysteresebandschwelle -Hmax, the course of the current or of the current measurement value Ik, the course of egg ¬ nes capacitor difference value DUC each over identi ¬ rule Timeline t. The capacitor difference value dUc indicates the difference between the capacitor voltage of the submodule SM of the converter module KM1 with the highest capacitor voltage and the capacitor voltage of the submodule SM with the lowest capacitor voltage of the converter module KM1.
Die Figur 5 zeigt den Verlauf der Messwerte F, Ik und dUc für den Fall, dass die Hysteresebandschwellen +Hmax und -Hmax ausschließlich unter Einbezug des Frequenzdifferenzwerts df bzw. des Frequenzabweichungswerts F eingestellt werden, wie dies bei der oben genannten Veröffentlichung "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation" der Fall ist. FIG. 5 shows the course of the measured values F, Ik and dUc for the case in which the hysteresis thresholds + Hmax and -Hmax are set exclusively taking into account the frequency difference value df or the frequency deviation value F, as described in the abovementioned publication "Control of Switching Frequency for Modular Multilevel Converters by a Variable Hysteresis Band Modulation "is the case.
Die Figur 6 zeigt zum Vergleich den positiven Einfluss des Polymerbildners 100 der Steuereinrichtung 20 gemäß Figur 4 auf den Verlauf der Messwerte, insbesondere auf den Verlauf des Kondensatordifferenzwerts dUc . Es lässt sich erkennen, dass durch die dynamisch in Abhängigkeit von den Strommess¬ werten Ik veränderte Hysteresekurve HK öfter an denjenigen Stellen im Zeitverlauf geschaltet wird, an denen der Kondensatordifferenzwert dUc groß ist. Mit anderen Worten führt der Polymerbildner 100 bei der Ausführungsvariante ge¬ mäß Figur 4 zu einem optimierten Verlauf der FIG. 6 shows the positive influence of the polymer former 100 of the control device 20 according to FIG. 4 on the course of the measured values, in particular on the course of the capacitor difference value dUc. It can be seen that HK to show more often at those points over time by dynamically changed depending on the current measuring values ¬ Ik hysteresis curve where the Capacitor difference value dUc is large. In other words, the polymer formers 100 performs in the embodiment variant ge ¬ Mäss Figure 4 to an optimized profile of the
Kondensatordifferenzwerte dUc, weil die Abweichung zwischen größter und kleinster Kondensatorspannung bei den Submodulen SM des Konvertermoduls KM1 insgesamt kleiner wird.  Capacitor difference dUc, because the deviation between the largest and smallest capacitor voltage in the submodules SM of the converter module KM1 is smaller overall.
Durch die Reduktion der Kondensatordifferenzwerte dUc ergibt sich als weitere positive Konsequenz die Möglichkeit, die Sollschaltfrequenz fs gemäß Figur 4 insgesamt zu reduzieren. Der Vorteil einer reduzierten Sollschaltfrequenz fs besteht darin, dass bei kleinerer Schaltfrequenz die Schaltverluste der Schalter in den Submodulen sinken. Die Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen vorteilhaften Aufbau bzw. eine vorteilhafte Arbeitsweise der Steuereinrichtung 20 im Rahmen des Betriebs des Due to the reduction of the capacitor difference values dUc, the possibility of reducing the nominal switching frequency fs according to FIG. 4 as a further positive consequence arises overall. The advantage of a reduced setpoint switching frequency fs is that, with a lower switching frequency, the switching losses of the switches in the submodules decrease. FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an advantageous construction or an advantageous mode of operation of the control device 20 in the context of the operation of the
Multilevelumrichters 10 gemäß Figur 1. Im Zusammenhang mit der Figur 7 wird wiederum auf das Konvertermodul KM1 gemäß Figur 1 Bezug genommen. Multilevel converter 10 according to FIG. 1. In conjunction with FIG. 7, reference is again made to the converter module KM1 according to FIG.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 wertet die Steuer¬ einrichtung 20 ausschließlich den Strom I durch das In the embodiment according to FIG. 7, the control device 20 exclusively evaluates the current I through the device
Konvertermodul KM1 bzw. den jeweiligen Strommesswert Ik aus. Der Strommesswert Ik wird einer Polynombildung durch denConverter module KM1 or the current measured value Ik. The measured current value Ik is a polynomial formation by the
Polynombildner 100 unterzogen, wie dies bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 erläutert wur¬ de. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 werden die Kontrollgröße K und damit die obere Polynomializer 100 subjected, as already explained in connection with the embodiment of FIG 4 de ¬ . In contrast to the embodiment of Figure 4, the control size K and thus the upper
Hysteresebandschwelle +Hmax und die untere Hysteresis band threshold + Hmax and the lower one
Hysteresebandschwelle -Hmax unmittelbar mittels des modifi¬ zierten Polynomergebniswerts 15 gebildet. Ein Einbezug der jeweiligen Schaltfrequenz f bzw. der Abweichung df der jeweiligen Schaltfrequenz f von einer vorgegebenen Sollschaltfre- quenz fs dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 nicht zur Beeinflussung der Hysteresebandschwellen +Hmax bzw. -Hmax. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammen- hang mit der Figur 4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 entsprechend. Hysteresebandschwelle -Hmax formed directly by means of modifi ¬ ed polynomial result value 15. Including the respective switching frequency f or the deviation df of the respective switching frequency f from a predetermined desired switching frequency fs does not serve in the embodiment according to FIG. 7 to influence the hysteresis thresholds + Hmax or -Hmax. Incidentally, the above statements apply in hang with the figure 4 in the embodiment according to FIG 7 accordingly.
Die Steuereinrichtung 20 kann, wie in der Figur 1 gezeigt, einen Rechner 21 und einen Speicher 22 umfassen, in dem die in den Figuren 4 und 7 gezeigten Funktionsmodule als Soft¬ waremodule, beispielsweise innerhalb des Steuerprogrammmoduls SPM, abgespeichert sind. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. The controller 20, as shown in Figure 1, comprise a computer 21 and a memory 22, in which the function modules shown in Figures 4 and 7 are stored as soft ¬ ware module, for example, within the control program module SPM. Although the invention in detail by preferred execution ¬ examples has been illustrated and described in detail, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
10 Multilevelumrichter 10 multilevel converters
20 Steuereinrichtung  20 control device
21 Recheneinrichtung 21 computing device
22 Speicher  22 memory
100 Polynombildner  100 polynomialers
110 Multiplizierer  110 multipliers
120 Quadrierer  120 squarers
130 Multiplizierer 130 multipliers
140 Betrags- und Potenzbildner 140 amount and potency builders
150 Multiplizierer 150 multipliers
160 Summenbildner  160 summator
170 Multiplizierer  170 multipliers
190 Differenzbildner 190 difference formers
200 Integrator  200 integrator
215 Multiplizierer  215 multipliers
220 Differenzbildner  220 subtractors
230 Inverter  230 inverters
300 Umschaltmodul 300 switching module
400 Integrator  400 integrator
410 Differenzbildner  410 difference formers
C Kondensator C capacitor
D Diode D diode
df Frequenzdifferenzwert dU Spannungsdifferenzwert dUc Kondensatordifferenzwert f Schaltfrequenz df frequency difference value dU voltage difference value dUc capacitor difference value f switching frequency
F Frequenzabweichungswert fs Sollschaltfrequenz F Frequency deviation value fs Target frequency
H Spannungsabweichungswert H voltage deviation value
HK Hysteresekurve HK hysteresis curve
I Strom  I electricity
II Polynomhilfswert II polynomial value
12 Polynomhilfswert  12 polynomial value
13 Polynomhilfswert  13 polynomial value
14 Polynomergebniswert 15 Polynomergebniswert 14 polynomial value 15 polynomial value
Idc Gleichstrom Idc DC
Ik Strommesswert Ik current reading
K Kontrollgröße K control size
kl Konstante kl constant
k2 Konstante k2 constant
k3 Konstante k3 constant
k4 Hilfsparameter k4 auxiliary parameters
Kl Hilfskontrollgroße Kl auxiliary control size
K2 Hilfskontrollgroße K2 auxiliary control size
KM1-KM6 Konvertermodul  KM1-KM6 converter module
LI Wechselspannungsanschluss LI AC voltage connection
L2 WechselspannungsanschlussL2 AC voltage connection
L3 Wechselspannungsanschluss L+ GleichspannungsanschlussL3 AC connection L + DC connection
L- GleichspannungsanschlussL- DC voltage connection
Rl Reihenschaltung Rl series connection
R2 Reihenschaltung  R2 series connection
R3 Reihenschaltung  R3 series connection
S Schalter S switch
SM Submodul  SM submodule
SPM Steuerprogrammmodul  SPM control program module
ST Steuersignal  ST control signal
t Zeit t time
Ti Zeitkonstante Ti time constant
Udc Gleichspannung Udc DC voltage
Uk Spannungsistwert Uk voltage actual value
Uks SpannungsSollwert Uk voltage setpoint
At Zeitkonstante At time constant
+Hmax obere Hysteresebandschwelle -Hmax untere Hysteresebandschwelle + Hmax upper hysteresis band threshold -Hmax lower hysteresis band threshold

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines modularen 1. Method for operating a modular
Multilevelumrichters (10), der mindestens ein Konvertermodul (KM1-KM6) mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen (SM) aufweist, wobei jedes Submodul (SM) jeweils mindestens zwei Schalter (S) und einen Energiespeicher umfasst, wobei bei dem Verfahren  Multilevel converter (10) having at least one converter module (KM1-KM6) with electrically connected in series submodules (SM), each submodule (SM) each having at least two switches (S) and an energy store, wherein the method
- die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul (KM1- KM6) unter Bildung von Spannungsistwerten (Uk) ermittelt wird,  the voltage at the at least one converter module (KM1-KM6) is determined to form voltage actual values (Uk),
- die Spannungsistwerte (Uk) mit Spannungssollwerten (Uks) verglichen werden und  - the voltage actual values (Uk) are compared with voltage setpoints (Uks) and
- zumindest einer der Schalter (S) der Submodule (SM) umge- schaltet wird, wenn ein in Abhängigkeit von den Differenz¬ werten zwischen den Spannungsistwerten (Uk) und den Spannungssollwerten (Uks) gebildeter Spannungsabweichungswert (H) über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) und eine untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) festgelegt ist, defi¬ niertes Maß abweichen, - At least one of the switches (S) of the submodule (SM) is switched, when a function of the difference values between the voltage actual values (Uk) and the voltage setpoints (Uks) formed voltage deviation value (H) via a through a predetermined Hystereseband formed by an upper Hysteresebandschwelle (+ Hmax) and a lower Hysteresebandschwelle (-Hmax) is set to deviate defi ned ¬ measure,
- wobei die obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) , die untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) oder beide  - where the upper hysteresis band threshold (+ Hmax), the lower hysteresis band threshold (-Hmax) or both
Hysteresebandschwellen (-Hmax, +Hmax) zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmäßig oder unregel¬ mäßig mit einer Kontrollgröße (K) modifiziert werden undHysteresebandschwellen (-Hmax, + Hmax) may be modified periodically or to achieve a predetermined inverter behavior irr ¬ connected to a control quantity (K) and
- wobei die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird, - wherein the control variable (K) is formed by using at least one measured value,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Strom durch das Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung eines Strommesswertes (Ik) gemessen wird und - The current through the converter module (KM1-KM6) is measured to form a current reading (Ik) and
- die Kontrollgröße (K) zumindest auch unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) gebildet wird.  - The control variable (K) is formed at least also by using the current measurement value (Ik).
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der Strommesswert (Ik) einer Polynombildung unter Erzeugung eines Polynomergebniswertes (14) unterzogen wird und - die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung des the current measuring value (Ik) is subjected to polynomial formation to produce a polynomial value (14), and - the control quantity (K) using the
Polynomergebniswertes (14) gebildet wird.  Polynomer result value (14) is formed.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Polynombildung eine Polynombildung zumindest zweiten Grades ist, bei der the polynomial formation is at least a second degree polynomial formation, in which
- der Strommesswert (Ik) mit einer vorgegebenen ersten Konstanten (kl) unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes (II) multipliziert wird,  - the current measuring value (Ik) is multiplied by a predetermined first constant (kl) to form a first polynomial auxiliary value (II),
- der Strommesswert (Ik) nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten (k2) unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes (12) multipliziert wird und  - The current measurement (Ik) after squaring with a given second constant (k2) is multiplied to form a second polynomial auxiliary value (12) and
- der erste und zweite Polynomhilfswert addiert werden.  - the first and second polynomial auxiliary values are added.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Polynombildung eine Polynombildung dritten oder zumindest dritten Grades ist, bei der the polynomial formation is a third or at least third degree polynomial formation, in which
- der Strommesswert (Ik) mit einer vorgegebenen ersten Konstanten (kl) unter Bildung eines ersten Polynomhilfswertes (II) multipliziert wird, - the current measuring value (Ik) is multiplied by a predetermined first constant (kl) to form a first polynomial auxiliary value (II),
- der Strommesswert (Ik) nach Quadrierung mit einer vorgegebenen zweiten Konstanten (k2) unter Bildung eines zweiten Polynomhilfswertes (12) multipliziert wird,  the current measured value (Ik) is multiplied by a predetermined second constant (k2) after squaring to form a second polynomial auxiliary value (12),
- der Strommesswert (Ik) nach Betragsbildung und Potenzie¬ rung zur dritten Potenz mit einer vorgegebenen dritten Konstanten (k3) unter Bildung eines dritten - the current measuring value (Ik) by magnitude formation and Potenzie ¬ tion to the third power with a predetermined third constant (k3) to form a third
Polynomhilfswertes (13) multipliziert wird und  Polynomial auxiliary value (13) is multiplied and
- der erste, zweite und dritte Polynomhilfswert addiert wer¬ den . - the first, second and third Polynomhilfswert added ¬ to.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that
- eine erste Hilfskontrollgröße (Kl) unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) gebildet wird, a first auxiliary control variable (K1) is formed using the current measured value (Ik),
- eine zweite Hilfskontrollgröße (K2) gebildet wird, und  - A second auxiliary control variable (K2) is formed, and
zwar in Abhängigkeit von einem Frequenzabweichungswert (F) , der die Abweichung zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule (SM) und einer vorgegebenen Sollschaltfrequenz (fs) angibt, und although depending on a frequency deviation value (F) indicating the deviation between the actual switching frequency of the sub-modules (SM) and a predetermined target switching frequency (fs), and
- die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße (Kl, K2) gebildet wird.  - The control size (K) is formed using the first and second auxiliary control variable (K1, K2).
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
der Frequenzabweichungswert (F) mittels eines Integrators (200) gebildet wird, der einen die Differenz (df) zwischen der tatsächlichen Schaltfrequenz der Submodule (SM) und der vorgegebenen Sollschaltfrequenz (fs) angebenden Differenzwert (F) über eine vorgegebene Zeitkonstante (Ti) integriert. the frequency deviation value (F) is formed by means of an integrator (200) which integrates a difference value (F) indicating the difference (df) between the actual switching frequency of the submodules (SM) and the predetermined nominal switching frequency (fs) over a predetermined time constant (Ti) ,
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 7. The method according to any one of the preceding claims 5 to 6, d a d u c h e c e n e c i n e that t
- der Strommesswert (Ik) einer Polynombildung unter Erzeugung eines Polynomergebniswertes (14) unterzogen wird und the current measuring value (Ik) is subjected to polynomial formation to produce a polynomial value (14), and
- die erste Hilfskontrollgröße (Kl) unter Heranziehung des Polynomergebniswertes (14) gebildet wird. - The first auxiliary control variable (Kl) is formed using the polynomial value (14).
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
der Polynomergebniswert unmittelbar oder nach Multiplikation mit einem vorgegebenen Hilfsparameter (k4) mit der zweiten Hilfskontrollgröße (K2) unter Bildung der ersten Hilfskont- rollgröße (Kl) multipliziert wird. the polynomial result value is multiplied immediately or after multiplication by a predetermined auxiliary parameter (k4) by the second auxiliary control variable (K2) to form the first auxiliary contour variable (K1).
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 9. The method according to any one of the preceding claims 5 to 8, d a d u c c h e c e n e c e in that e
die Kontrollgröße (K) durch Differenzbildung zwischen der ersten und zweiten Hilfskontrollgröße (Kl, K2) gebildet wird. the control variable (K) is formed by forming the difference between the first and second auxiliary control variables (K1, K2).
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 10. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h e c e n e c e s in that e
der Spannungsabweichungswert (H) durch Integration des Diffe¬ renzwerts zwischen den Spannungsistwerten (Uk) und den Spannungssollwerten (Uks) über der Zeit gebildet wird. the voltage deviation value (H) by integration of the Diffe ¬ ence value between the Spannungsistwerten (Uk) and the voltage command values (Uks) is formed over time.
11. Steuereinrichtung (20) zum Steuern eines modularen 11. Control device (20) for controlling a modular
Multilevelumrichters (10), der mindestens ein Konvertermodul (KM1-KM6) mit elektrisch in Reihe geschalteten Submodulen (SM) aufweist, Multilevel converter (10), which has at least one converter module (KM1-KM6) with electrically connected submodules (SM),
wobei jedes Submodul (SM) jeweils mindestens zwei Schalter (S) und einen Energiespeicher umfasst und wherein each submodule (SM) comprises at least two switches (S) and an energy store, and
wobei die Steuereinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass sie wherein the control device (20) is designed such that it
- die Spannung an dem mindestens einen Konvertermodul (KM1- KM6) unter Bildung von Spannungsistwerten (Uk) ermittelt,the voltage at the at least one converter module (KM1-KM6) is determined to form voltage actual values (Uk),
- die Spannungsistwerte (Uk) mit Spannungssollwerten (Uks) vergleicht und - compares the actual voltage values (Uk) with voltage setpoints (Uks) and
- zumindest einen der Schalter (S) der Submodule (SM) um- schaltet, wenn die Spannungsistwerte (Uk) von den Span¬ nungssollwerten (Uks) über ein durch ein vorgegebenes Hystereseband, das durch eine obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) und eine untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) festgelegt ist, definiertes Maß abweichen, - at least one of the switches (S) of the submodules (SM) environmentally switched on if the actual voltage (Uk) over a bottom of the clamping ¬ voltage setpoints (Uks) by a predetermined hysteresis band defined by an upper Hysteresebandschwelle (+ Hmax) and a Hysteresis band threshold (-Hmax) is set, deviate the defined dimension,
- wobei die obere Hysteresebandschwelle (+Hmax) , die untere Hysteresebandschwelle (-Hmax) oder beide - where the upper hysteresis band threshold (+ Hmax), the lower hysteresis band threshold (-Hmax) or both
Hysteresebandschwellen (-Hmax, +Hmax) zur Erzielung eines vorgegebenen Umrichterverhaltens regelmäßig oder unregel¬ mäßig mit einer Kontrollgröße (K) modifiziert werden und - wobei die Kontrollgröße (K) unter Heranziehung zumindest eines Messwertes gebildet wird, Hysteresebandschwellen (-Hmax, + Hmax) to obtain a regular or irregular predetermined inverter behavior ¬ equipped with a control variable (K) can be modified and - wherein the control quantity (K) is formed by reference to at least one measured value,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Steuereinrichtung (20) den Strom durch das  - The control device (20) the current through the
Konvertermodul (KM1-KM6) unter Bildung eines Strommesswer- tes (Ik) misst und  Converter module (KM1-KM6) to form a current measurement (Ik) measures and
- die Kontrollgröße (K) zumindest auch unter Heranziehung des Strommesswertes (Ik) bildet.  - forms the control variable (K) at least also using the measured current value (Ik).
12. Multilevelumrichter (10), 12. multilevel converter (10),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
dieser mit einer Steuereinrichtung (20) nach Anspruch 11 ausgestattet ist. this is equipped with a control device (20) according to claim 11.
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