【技术实现步骤摘要】
本技术涉及柔性输电领域,具体涉及一种基于不等式约束的无辅助电容式全桥MMC自均压拓扑。
技术介绍
模块化多电平换流器MMC是未来直流输电技术的发展方向,MMC采用子模块级联的方式构造换流阀,避免了大量器件的直接串联,降低了对器件一致性的要求,同时便于扩容及冗余配置。随着电平数的升高,输出波形接近正弦,能有效避开低电平VSC-HVDC的缺陷。全桥MMC由全桥子模块组合而成,全桥子模块由四个IGBT模块,一个子模块电容及1个机械开关构成,运行灵活,具有直流故障箝位能力。与两电平、三电平VSC不同,MMC的直流侧电压并非由一个大电容支撑,而是由一系列相互独立的悬浮子模块电容串联支撑。为了保证交流侧电压输出的波形质量和保证模块中各功率半导体器件承受相同的应力,也为了更好的支撑直流电压,减小相间环流,必须保证子模块电容电压在桥臂功率的周期性流动中处在动态稳定的状态。基于电容电压排序的排序均压算法是目前解决MMC中子模块电容电压均衡问题的主流思路。首先,排序功能的实现必须依赖电容电压的毫秒级采样,需要大量的传感器以及光纤通道加以配合;其次,当子模块数目增加时,电容电压排序的运算量迅速增大,为控制器的硬件设计带来巨大挑战;此外,排序均压算法的实现对子模块的开断频率有很高的要求,开断频率与均压效果紧密相关,在实践过程中,可能因为均压效果的限制,不得不提高子模块的触发频率,进而带来换流器损耗的增加。文献“ADC-LinkVoltageSelf-BalanceMethodforaDiode-ClampedModularMultilevelConverterWithMinim ...
【技术保护点】
基于不等式约束的无辅助电容式全桥MMC自均压拓扑,其特征在于:包括由A、B、C三相构成的全桥MMC模型,A、B、C三相分别由2N个全桥子模块,2个桥臂电抗器串联而成;包括由6N个IGBT模块,6N+1个钳位二极管构成的自均压辅助回路。
【技术特征摘要】
1.基于不等式约束的无辅助电容式全桥MMC自均压拓扑,其特征在于:包括由A、B、C三相构成的全桥MMC模型,A、B、C三相分别由2N个全桥子模块,2个桥臂电抗器串联而成;包括由6N个IGBT模块,6N+1个钳位二极管构成的自均压辅助回路。2.根据权利要求1所述的基于不等式约束的无辅助电容式全桥MMC自均压拓扑,其特征在于:全桥MMC模型中,A相上桥臂的第1个子模块,其一个IGBT模块中点向上与直流母线正极相连接,另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第2个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相上桥臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-1,其一个IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第i-1个子模块一个IGBT模块中点相连接,另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第i+1个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相上桥臂的第N个子模块,其一个IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第N-1个子模块一个IGBT模块中点相连接,另一个IGBT模块中点向下经两个桥臂电抗器L0与A相下桥臂的第1个全桥子模块一个IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第i个子模块,其中i的取值为2~N-1,其一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第i-1个子模块一个IGBT模块中点相连接,另一个IGBT模块中点向下与A相下桥臂的第i+1个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第N个子模块,其一个IGBT模块中点向下与直流母线负极相连接,另一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第N-1个子模块一个IGBT模块中点相连接;B相和C相上下桥臂子模块的连接方式与A相一致;在A、B、C相上下桥臂的第i个子模块的上下输出线之间分别并联有机械开关Kau_i,Kal_i,Kbu_i,Kbl_i,Kcu_i,Kcl_i,其中i的取值为1~N。3.根据权利要求1所述的基于不等式约束的无辅助电容式全桥MMC自均压拓扑,其特征在于:自均压辅助回路中,钳位二极管,通过IGBT模块Tau_i、Tau_i+1连接A相上桥臂中第i个子模块电容Cau_i与第i+1个子模块电容Cau_i+1正极,其中i的取值为1~N-1;通过IGBT模块Tau_N、Tal_1连接A相上桥臂中第N个子模块电容Cau_N与A相下桥臂第1个子模块电容Cal_1正极;通过IGBT模块Tal_i、Tal_i+1连接A相下桥臂中第i个子模块电容Cal_i与A相下桥臂第i+1个子模块电容Cal_i+1正极,其中i的取值为1~N-1;钳位二极管,通过IGBT模块Tbu_i、Tbl_i+1连接B相上桥臂中第i个子模块电容Cbu_i与第i+1个子模块电容Cbu_i+1负极,其中i的取值为1~N-1;通过IGBT模块Tbu_N、Tbl_1连接B相上桥臂中第N个子模块电容Cbu_N与B相下桥臂第1个子模块电容Cbl_1负极;通过IGBT模块Tbu_i、Tbl_i+1连接B相下桥臂中第i个子模块电容Cbl_i与B相下桥臂第i+1个子模块电容Cbl_i+1负极,其中i的取值为1~N-1;同时钳位二极管,通过IGBT模块Tbu_1连接A相上桥臂第一个子模块电容C...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵成勇,刘航,许建中,
申请(专利权)人:华北电力大学,
类型:新型
国别省市:北京;11
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。