一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法，属于多电平换流器领域和高压直流输电领域，该方法将模块化多电平换流器的各个桥臂视为独立的控制对象，由调制信号确定桥臂所需投入的子模块数量，规定子模块电容电压最大波动范围，根据桥臂电流方向、电容电压大小和子模块前一时刻的状态(投入或切除)，引入保持因子，更新子模块电容电压的排序，从而投入相对应的子模块。本发明专利技术在保证电容电压获得良好均压效果的前提下，减小开关频率、降低开关损耗，得到符合要求的输出电压波形。

Capacitor voltage optimization equalizing method for modularized multilevel converter sub module

The invention discloses a modular multilevel converter optimization sub module capacitor voltage balancing method, which belongs to the field of multilevel converter and high voltage direct current transmission, the method of each bridge arm of modular multilevel converter as a control object, the number of sub module inputs required for the bridge arm determined by the modulation signal, provides the sub module capacitor voltage fluctuation range, according to the moment arm current direction, the size of sub module capacitor voltage and the state (on or off), the retention factor, update the capacitor voltage to input ordering, the corresponding sub module. The invention can reduce the switching frequency and reduce the switching loss under the premise that the capacitor voltage is ensured to achieve a good average voltage effect, and the output voltage waveform according to the requirements is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法
本专利技术属于多电平换流器领域和高压直流输电领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法。
技术介绍
模块化多电平换流器(MMC)是一种新型拓扑结构，与传统多电平换流器相比，具有模块化设计、冗余控制、输出电压谐波含量少和具有公共直流母线等特性。MMC无需对多个开关器件串并联，通过增加级联子模块的方式就可以获取更高电压和更大容量，在电压源型高压直流输电领域有广阔的应用前景。2010年，美国的TransBayCable工程首次将MMC技术应用到高压直流输电，其最大容量为400MVA，直流母线电压为±200kV。而于2014年投运的法国和西班牙之间用于电网互联的INELFE项目容量更是达到2000MW，直流母线电压为±320kV。通常在高压直流输电应用中，直流母线电压可达到数百千伏，从而每个桥臂上的子模块数目也会有数百个。在MMC正常运行中，随着桥臂电流方向的改变，若子模块处于投入状态，其直流电容将会被充电或者放电，然而受到投入时刻不同、投入时间长短不同以及直流电容参数不完全一致的影响，电容电压会产生波动。过大的电压波动会影响换流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：S1，由NLM或SPWM调制计算出桥臂所需投入的子模块数量Non；S2，设定子模块电容电压最大波动系数δmax，从而确定电容电压最大波动范围；S3，引入保持因子HF1和HF2，其中HF1＜1，HF2＞1；子模块电容电压实际排序方式为升序，根据电容电压大小、桥臂电流iarm方向和子模块前一时刻的状态Si来判断相应子模块电容电压在实际排序的基础上，需要提升序位还是降低序位，即乘以HF1还是乘以HF2，更新电容电压排序；S4，根据更新后的电容电压排序，若桥臂电流iarm＞0，投入前Non个子模块，若桥臂电流iarm＜0，投...

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：S1，由NLM或SPWM调制计算出桥臂所需投入的子模块数量Non；S2，设定子模块电容电压最大波动系数δmax，从而确定电容电压最大波动范围；S3，引入保持因子HF1和HF2，其中HF1＜1，HF2＞1；子模块电容电压实际排序方式为升序，根据电容电压大小、桥臂电流iarm方向和子模块前一时刻的状态Si来判断相应子模块电容电压在实际排序的基础上，需要提升序位还是降低序位，即乘以HF1还是乘以HF2，更新电容电压排序；S4，根据更新后的电容电压排序，若桥臂电流iarm＞0，投入前Non个子模块，若桥臂电流iarm＜0，投入后Non个子模块。2.根据权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块电容优化均压方法，其特征在于，所述子模块电容电压最大波动范围的上限为：UCmax＝UC+δmaxUC，下限为：UCmin＝UC-δmaxUC，其中UC为子模块电容电压额定值。3.根据权利要求1所述的一种模块化多...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙运全，杨晨，刘恩杰，罗青松，刘旭，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32