The invention discloses a control method for reducing the switching device bearing voltage of modular multilevel converter. By injecting the third harmonic into the voltage modulation wave at the valve side, the maximum output voltage of each bridge arm is reduced, the capacitive voltage of each sub-module is reduced, and the switching device bearing is effectively reduced. Pressure. Compared with the prior art, the control strategy of the invention can simultaneously reduce the maximum voltage and the average voltage borne by the switching device without increasing the volume of the sub-module and the operation loss of the modular multilevel converter.
【技术实现步骤摘要】
一种用于降低模块化多电平换流器开关器件承压的控制方法
本专利技术属于电力电子系统
,具体涉及一种用于降低模块化多电平换流器开关器件承压的控制方法。
技术介绍
随着电力电子技术的蓬勃发展,基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)的高压直流输电(HighVoltageDirectCurrent,HVDC)技术正受到越来越多的关注。模块化多电平换流器作为一种适用于高压直流输电场合的电压源换流器(voltagesourceconverter,VSC)拓扑,最初在2001年被提出。和其他电压源型换流器拓扑相比,模块化多电平换流器具有显著优势,由于采用基本运行单元级联的形式,该拓扑避免了大量开关器件直接串联,不存在一致触发等问题,使得电力电子器件的动态均压和一致触发等工业上的难点问题得以解决。同时,模块化多电平换流器的子模块结构使得电力电子器件的开关频率得到了有效降低,从而降低了换流站的运行损耗。该拓扑可在保证经济性的同时输出高品质电压波形,因此近年来被迅速应用到新能源并网、海上风电送出等场合。典型的三相模块化多电平换流器的系统结构如图1所示,为三相六桥臂结构,包含三个相单元,每个相单元包含上下两个桥臂,每个桥臂由N个半桥子模块和一桥臂电抗器串联组成,用于将交流电网的三相交流电转换为直流电;半桥子模块输出电压存在正和零两种电平,桥臂电抗器能够抑制桥臂换流,在直流故障时起到抑制故障电流上升,保护IGBT等器件的作用。由于三相模块化多电平换流器将换流器的能量分散储存在了各个子模块电容内,导致在子模块电容为有限值的情况下, ...
【技术保护点】
1.一种用于降低模块化多电平换流器开关器件承压的控制方法,包括如下步骤:(1)在MMC阀侧各相相电压的调制波中加入三次谐波分量;(2)对于MMC任一相单元,根据加入三次谐波分量后的调制波计算该相单元的上桥臂电压和下桥臂电压;(3)计算确定MMC的桥臂电压最大值;(4)根据所述桥臂电压最大值计算确定MMC子模块电容电压的参考值;(5)根据所述子模块电容电压参考值以及相单元的上下桥臂电压,计算确定下一时刻MMC各相单元上下桥臂所需投入的子模块数量;(6)根据步骤(5)计算得到的结果,在下一时刻对MMC每个桥臂中的子模块进行投切控制。
【技术特征摘要】
1.一种用于降低模块化多电平换流器开关器件承压的控制方法,包括如下步骤:(1)在MMC阀侧各相相电压的调制波中加入三次谐波分量;(2)对于MMC任一相单元,根据加入三次谐波分量后的调制波计算该相单元的上桥臂电压和下桥臂电压;(3)计算确定MMC的桥臂电压最大值;(4)根据所述桥臂电压最大值计算确定MMC子模块电容电压的参考值;(5)根据所述子模块电容电压参考值以及相单元的上下桥臂电压,计算确定下一时刻MMC各相单元上下桥臂所需投入的子模块数量;(6)根据步骤(5)计算得到的结果,在下一时刻对MMC每个桥臂中的子模块进行投切控制。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:所述步骤(1)中通过以下公式计算确定MMC阀侧各相相电压加入三次谐波分量后的调制波:其中:ua为MMC阀侧a相相电压加入三次谐波分量后的调制波,ub为MMC阀侧b相相电压加入三次谐波分量后的调制波,uc为MMC阀侧c相相电压加入三次谐波分量后的调制波,Um为MMC阀侧相电压基波分量的幅值,f为MMC所连交流系统的额定频率,θ为MMC阀侧相电压基波分量的相角,t为时间。3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:所述步骤(2)中通过以下公式计算相单元的上桥臂电压和下桥臂电压:其中:upj为MMC中j相相单元的上桥臂电压,unj为MMC中j相相单元的下桥臂电压,Udc为MMC直流侧输出电压额定值,uj为MMC阀侧j相相电压加入三次谐波分量后的调制波,j=a、b或c。4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆翌,李继红,裘鹏,徐政,徐雨哲,肖晃庆,
申请(专利权)人:国家电网公司,国网浙江省电力有限公司,国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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