The invention relates to the field of power electronics technology, aiming at providing a modular multi-level sub-module voltage sharing control method. By rotating the turn-on sequence of upper and lower bridge arm sub-modules, it can achieve the goal of voltage equalization control without sampling the sub-module voltage. Specifically, it ensures that the turn-on angles of upper and lower power switch devices in each sub-module of upper and lower bridge arms complement each other and do not turn on at the same time; and uses N+1 level carrier phase-shifted sinusoidal pulse width modulation strategy to generate power switch of each sub-module. The driving signal N represents the number of sub-modules of each bridge arm, and the level carrier phase-shifted sinusoidal pulse width modulation strategy refers to that the triangular carriers of the adjacent sub-modules in the upper and lower arms phase-shifted arcs respectively, and the phase-difference arcs of the modulated waves of the upper and lower arms. The invention does not need to sample the capacitance voltage of the sub-module, reduces the communication line of the system, and omits the voltage acquisition module, thereby improving the reliability of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种模块化多电平子模块均压控制方法
本专利技术属于电力电子
,涉及一种模块化多电平子模块均压控制方法。本专利技术实现了模块化多电平子模块电容电压的均衡控制,是一种高简单、可靠性控制方法。
技术介绍
模块化多电平变换器(ModularMultilevelConverter,MMC,如图1所示)具有模块化结构,易于扩展,设计灵活,在中高压领域具有十分广阔的应用前景。为了实现在中高压领域中的应用,其需要较多子模块。但由于桥臂存在环流,在运行过程中会导致各子模块电压不相等,进而导致系统运行损耗、谐波等增加。作为MMC核心技术之一,各种均压策略已被很多学者提出、完善。专利CN103929081A《一种用于模块化多电平换流器的子模块均压方法》、专利CN105375801A《一种模块化多电平换流器均压控制方法》等提出采样子模块电容电压与桥臂电流,根据电流方向和电容电压决定子模块的开关状态;专利CN103888003A《一种模块化多电平换流器的子模块分层均压方法》、专利CN103280990A《一种模块化多电平换流器的均压方法》等提出根据子模块电压大小将其排序,并根据桥臂电流方向决定其开关状态。但这些方案均需要采样子模块电压,同时需要上传子模块电压值,增加了通讯量和采样模块,直接导致了系统硬件电路更加复杂、成本增加,可靠性较低,同时需要对采样后的电压进行排序或PI运算增加了主控的运算量。而且上述文献中为了实现均压,需要采样桥臂电流并据此判断电流方向。但在实际电路中,桥臂电流并不是理论电流(会包含大量的谐波等),而且采样会引起一定的误差,以上因素将导致桥臂电流有很多处 ...
【技术保护点】
1.一种模块化多电平子模块均压控制方法,其特征在于,是通过轮换上、下桥臂子模块的导通顺序,使其无需采样子模块电压即能实现电压均衡控制目标;具体如下:确保上、下桥臂中每个子模块中的上、下功率开关器件的导通角互补,且不会同时导通;采用N+1电平载波移相正弦脉宽调制策略来生成各子模块功率开关器件的驱动信号,N代表每个桥臂子模块的个数;所述电平载波移相正弦脉宽调制策略是指,上、下桥臂内相邻子模块的三角载波分别依次移相2π/N弧度,并且上、下桥臂的调制波相位相差π弧度。
【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平子模块均压控制方法,其特征在于,是通过轮换上、下桥臂子模块的导通顺序,使其无需采样子模块电压即能实现电压均衡控制目标;具体如下:确保上、下桥臂中每个子模块中的上、下功率开关器件的导通角互补,且不会同时导通;采用N+1电平载波移相正弦脉宽调制策略来生成各子模块功率开关器件的驱动信号,N代表每个桥臂子模块的个数;所述电平载波移相正弦脉宽调制策略是指,上、下桥臂内相邻子模块的三角载波分别依次移相2π/N弧度,并且上、下桥臂的调制波相位相差π弧度。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在采用N+1电平载波移相正弦脉宽调制策略来生成各子模块功率开关器件的驱动信号时,就各子模块对应的用于生成驱动信号的三角载波而言:(1)在初始时刻,使第一个子模块的三角载波的初始相角为0,第二个子模块的三角载波相对于前者相移2π/N,第三个子模块的三角载波相对于第二个子模块的三角载波相移2π/N;以此类推,第N个子模块的三角载波相对于第N-1个子模块的三角载波相移2π/N;以上驱动信号的驱动顺序持续0.02s;(2)在0.02s时刻,轮换上、下桥臂中各子模块所对应的驱动信号,具体是:使第二个子模块的三角载波的初始相角为0,第三个子模块的三角载波相对于前者相移2π/N,第四个子模块的三角载波相对于第三个子模块的三角载波相移2π/N;以此类推,第N个子模块的三角载波相对于第N-1个子模块的三角...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾冠龙,陈敏,唐诵,张雨舟,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。