【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子
,尤其涉及一种模块化多电平背靠背换流器及其控制方法。
技术介绍
模块化多电平背靠背换流器是一种输电线路长度为零的模块化多电平换流器,它由多个结构相同的桥臂构成,每个桥臂的上桥臂和下桥臂均由数量相同的多个子模块级联构成,通过分别控制每个子模块的状态,可以使换流器输出的交流电压逼近正弦波,从而降低输出电压中的谐波含量,解决两电平电压源换流器存在的串联均压问题,具有广阔的应用前景。目前,模块化多电平背靠背换流器已经在异步联网、背靠背联网工程中得到了应用。但是,由于现有的模块化多电平背靠背换流器的子模块个数多,换流器内部结构复杂,对电容器的电容量要求高,因此制造换流器的成本昂贵。图1为现有技术中的模块化多电平背靠背换流器的典型结构,从图1可以看出,现有的模块化多电平背靠背换流器由6个桥臂1~6组成,每个桥臂包括至少4个子模块,通过计算可知,现有的模块化多电平背靠背换流器至少需要24个子模块来实现换流器输出的交流电压逼近正弦波的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种模块化多电平背靠背换流器及其控制方法,在保证输出的交流电压逼近正弦波的基础上,有效地减少子模块的个数,简化模块化多电平背靠背换流器的内部结构,降低模块化多电平背靠背换流器的制造成本。为了达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一方面,本专利技术提供了一种模块化多电平背靠背换流器,所述换流器包括六个桥臂,六个桥臂级联构成六边形,其中,相邻两个桥臂的连接端依次轮流设置为三相交流系统一次侧的三个电流流入端和三相交流系统二次侧的三个电流流出端。本专利技术的模块化多电平背靠 ...
【技术保护点】
一种模块化多电平背靠背换流器,其特征在于,所述模块化多电平背靠背换流器包括六个桥臂(A~F),六个桥臂(A~F)级联构成六边形,其中,相邻两个桥臂的连接端依次轮流设置为三相交流系统一次侧的三个电流流入端(R、S、T)和三相交流系统二次侧的三个电流流出端(U、V、W)。
【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平背靠背换流器,其特征在于,所述模块化多电平背靠背换流器包括六个桥臂(A~F),六个桥臂(A~F)级联构成六边形,其中,相邻两个桥臂的连接端依次轮流设置为三相交流系统一次侧的三个电流流入端(R、S、T)和三相交流系统二次侧的三个电流流出端(U、V、W)。2.根据权利要求1所述的模块化多电平背靠背换流器,,其特征在于,所述桥臂包括多个子模块和至少一个电抗器,多个所述子模块和至少一个所述电抗器相串联。3.根据权利要求2所述的模块化多电平背靠背换流器,,其特征在于,每个桥臂中,所述电抗器处于所述桥臂的一端或两端;或者每个桥臂中,所述电抗器串联在多个子模块之间。4.根据权利要求2所述的模块化多电平背靠背换流器,,其特征在于,所述桥臂包括两个子模块和一个电抗器。5.根据权利要求2-4任一项所述的模块化多电平背靠背换流器,其特征在于,所述子模块为全H桥型。6.一种模块化多电平背靠背换流器的控制方法,其特征在于,所述控制方法适用于如权利要求1-5任一项所述的模块化多电平背靠背换流器,该控制方法包括如下步骤:S1:采用PQ解耦的有功/无功功率控制得到所述模块化多电平背靠背换流器一次侧的各电流流入端的电流参考值和二次侧的各电流流出端的电流参考值;通过调节一次侧的有功电流控制所述模块化多电平背靠背换流器中子模块的平均电压平衡,根据二次侧的有功电流参考值,计算一次侧的有功电流参考值;S2:通过步骤S1中得到的一次侧的各电流流入端的电流参考值、二次侧的各电流流出端的电流参考值以及一次侧和二次侧的有功电流参考值,分解计算得到所述模块化多电平背靠背换流器中任意两个电流流入端之间或任意两个电流流出端的线电流参考值;S3:在保持各桥臂中每个子模块的平均电压平衡的基础上,计算环流参考值;S4:计算各桥臂中每个子模块的电流参考值,每个子模块的电流参考值为流经该子模块的所有电流参考值之和;S5:得到每个子模块的电流参考值后,采用内模控制原理得到每个子模块的电压参考值;S6:根据排序算法平衡各桥臂中的每个子模块的电压。7.根据权利要求6所述的模块化多电平背靠背换流器的控制方法,其特征在于,步骤S1中,一次侧的有功电流参考值按以下公式计算:Ip1*=(KP1+KI1s)(v‾C-vC*)-V2V1Ip2*]]>其中,V1和V2分别是一次侧和二次侧的电压有效值,是各子模块的平均电压,v*c是各子模块的电压参考值,I*p1和I*p2分别是一次侧和二次侧的有功电流参考值,Kp1、KI1是控制参数,s为拉普拉斯算子。8.根据权利要求6所述的模块化多电平背靠背换流器的控制方法,其特征在于,步骤S3中,环流参考值i*l为:il*=[-KL(v‾C-v‾C-RS)sinω1t-KL(v‾C-v‾C-ST)sin(ω1t-23π)-KL(v‾C-v‾C-TR)sin(ω1t+23π)]+[-KL(v‾C-v‾C-UV)sinω2t-KL(v‾C-v‾C-VW)sin(ω2t-23π)-KL(v‾C-v‾C-WU)sin(ω2t+23π)]+KDI(vC_BDF-vC_ACE)]]>其中,为第六桥臂(F)与第一桥臂(A)的连接端(R)和第二桥臂(B)与第三桥臂(C)的连接端(S)之间各子模块的平均电压,为第二桥臂(B)与第三桥臂(C)的连接端(S)和第四桥臂(D)与第五桥臂(E)的连接端(T)之间各子模块的平均电压,为第四桥臂(D)与第五桥臂(E)的连接端(T)与第六桥臂(F)与第一桥臂(A)的连接端(R)之间各子模块的平均电压;为第三桥臂(C)与第四桥臂(D...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗雨,朱喆,许树楷,杨柳,魏伟,
申请(专利权)人:南方电网科学研究院有限责任公司,中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心,
类型:发明
国别省市:广东;44
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