级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法技术

本发明专利技术提供了一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，包括：确定级联型变流器子模块的开关周期划分方式；采集子模块每个载波处于峰值时，级联变流器所对应子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；和/或，采集子模块每个载波处于波谷时，级联变流器所对应子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；计算级联变流器子模块的电容电压扰动量；计算级联变流器子模块的电容电压不平衡度。本发明专利技术适用于各种级联型变流器及其相应工况，能够更加直观的反映子模块电容电压扰动规律以及电容电压间差异，从而有助于高效地实现电容电压平衡策略。

【技术实现步骤摘要】
级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法
本专利技术涉及电力电子
，具体地，涉及级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法。
技术介绍
级联型变流器具有良好的可扩展型以及较好的输出特性，被广泛应用于各种中、高压大功率电能变换场合，如柔性直流输电、无功补偿装置、储能、新能源发电、电机驱动等。由于级联变流器工况复杂，子模块电容的充放电能量、损耗和电容值等存在差异，容易导致各个子模块电容电压不平衡，降低了级联变流器的输出性能，严重时甚至导致系统无法安全可靠工作，因此必须对电容电压的平衡能力加以表征和控制。适用于级联变流器的调制方法主要有最近电平逼近调制(NLC)、载波移相脉宽调制(CPS-PWM)、以及载波层叠脉宽调制调制(PD-PWM)。相比于NLC调制和PD-PWM调制，CPS-PWM载波移相调制具有更好的谐波特性、更快的响应速度和固定的开关频率等优势，被广泛采用，尤其是在模块数相对较少的级联变流器应用场合。目前适用于CPS-PWM载波移相调制方法的子模块电容电压平衡控制技术主要分为两种：1.增加外部电路该方法通过构造公共的直流或交流母线以及外部平衡电路，将所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，包括：确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式；根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联变流器子模块的电容电压扰动量；和/或，根据所述级联变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联变流器子模块的电容电压不平衡度。

【技术特征摘要】
1.一种级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，包括：确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式；根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流和电容电压；根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联变流器子模块的电容电压扰动量；和/或，根据所述级联变流器子模块采样获得的电容电压，计算所述级联变流器子模块的电容电压不平衡度。2.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压，包括：采集所述级联变流器子模块各自载波处于峰值时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压；和/或，采集所述级联变流器子模块各自载波处于波谷时，相应子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压。3.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，所述确定级联型变流器各个子模块的开关周期划分方式，包括：假设采用载波移相调制的级联变流器的一个桥臂中，包含有N个级联子模块，相邻的级联子模块载波的相角相差为2π/N，从N个级联子模块中任意选取一个子模块作为第一模块，将第一模块的载波作为基准载波，记为Tri1，定义第一模块的移相角为0；相位依次滞后2π/N的N-1个模块所对应的载波分别记为Tri2、Tri3、…、TriN；每个子模块所对应的电压调制波分别记为um1、um2、…、umN，其相对应电压调制系数记为d1、d2、…、dN；桥臂电流或子模块输入电流记为Iarm；每个子模块的电容电压分别记为uc1、uc2、…、ucN；定义每个子模块各自载波相邻两个峰值之间的时间为的所对应子模块的开关周期，且一个桥臂中各个子模块的开关周期不同相。4.根据权利要求1所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的开关周期划分方式，对所述级联型变流器子模块的电压调制波、输入电流以及电容电压进行采样，得到所述级联型变流器子模块的电压调制系数、输入电流以及电容电压，包括：假设采用载波移相调制的级联变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块，当各个子模块所对应的载波到达峰值处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d1p、d2p、…、dNp，与所述子模块电压调制波um1、um2、…、umN一一对应；和/或，当各个子模块所对应的载波到达波谷处时，对相应子模块的电压调制波进行采样，在完成采样之后，获得相应子模块的电压调制系数，N个级联子模块的电压调制系数分别记为：d1v、d2v、…、dNv，与所述子模块电压调制波um1、um2、…、umN一一对应。5.根据权利要求2所述的级联型变流器子模块电容电压扰动量及不平衡度提取方法，其特征在于，根据所述级联型变流器子模块的电压调制系数和输入电流，计算所述级联变流器子模块的电容电压扰动量，包括：假设采用载波移相调制的级联变流器的一个桥臂中包含有N个级联子模块；当子模块载波处于峰值时，采集所述级联变流器子模块的输入电流和电容电压，包括：采集各个子模块所对应的载波到达峰值处时，相应子模块的输入电流和电容电压，N个级联子模块的输入电流分别记为：Iarm_sam1p、Iarm_sam2p、…、Iarm_samNp；N个级联子模块的电容电压分别记为：uc1_samp、uc2_samp、…、ucN_samp；当桥臂第N个子模块的载波峰值处采样完成后，计算每个子模块的电容电压扰动量，其中，第i个子模块的电容电压扰动量的计算方法为：Pertur_ip＝dip*Iarm_samip式中：Pertur_...

【专利技术属性】
技术研发人员：马柯，王卫耀，蔡旭，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31