The invention discloses a control method and device for capacitance voltage of modular multi-level matrix converter, which includes: dividing capacitance of sub-module in the bridge arm of modular multi-level matrix converter into capacitance of the first sub-module and capacitance of the second sub-module evenly. When the detection period of bridge arm current is odd period, the logic operation unit based on FPGA according to the first sub-module electricity. The voltage of the capacitor sequences the capacitors of the first sub-module in parallel within two preset clock cycles, and controls the action of the insulated gate bipolar transistor of the sub-module according to the direction of the bridge arm current and the first modulation result, so that the capacitor of the sub-module can be charged or discharged, thus effectively solving the bridge in the modulation process of the modular multi-level matrix converter. The unbalanced capacitor voltage of the sub-module in the arm can effectively improve the speed of sorting algorithm and save the operation resources of the FPGA, thus effectively ensuring the normal operation of the modular multi-level matrix converter.
【技术实现步骤摘要】
一种模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法及装置
本专利技术涉及电力电子器件控制
，尤其涉及一种模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法及装置。
技术介绍
模块化多电平矩阵换流器(MMMC)是一种新型变频器，它可以实现功率的双向流动，主要用在交流系统间的频率转换(例如分频输电系统)以及中高压电机驱动方面。比起传统的矩阵换流器，模块化技术的应用提高了器件的可扩展性和耐压水平。由于使用全控开关，当MMMC用于分频输电系统时，产生的谐波较少，且无需无功补偿，是一种性能非常优良的变频器。现有技术中由于以下两点：一是各子模块IGBT的通断时刻不完全相同；二是即使对同一批次的器件，它们的电路参数也不会完全相同，所以各子模块的损耗会存在差异，各子模块提供的功率也不完全相同。导致MMMC调制过程中可能出现桥臂内子模块电容电压不平衡，此时虽然控制系统保证子模块电容的平均电压一直保持恒定，但各个子模块之间的电压差会越来越大，并最终影响MMMC的正常运行。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法及装置，能有效解决模块化多电平矩阵换流器调制过程...
【技术保护点】
1.一种模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，包括：将模块化多电平矩阵换流器桥臂内子模块的电容均匀划分为第一子模块电容和第二子模块电容；当检测到桥臂电流的周期为奇数周期时，基于FPGA的逻辑运算单元，按照所述第一子模块电容的电压对所述第一子模块电容在预设的两个时钟周期内进行并行排序，并根据所述桥臂电流的方向和第一调制结果，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使对所述子模块的电容进行充电或放电的操作；当检测到所述桥臂电流的周期为偶数周期时，基于所述FPGA的逻辑运算单元，按照所述第二子模块电容的电压对所述第二子模块电容在所述预设的两个时钟周期内进行并行排...
【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，包括：将模块化多电平矩阵换流器桥臂内子模块的电容均匀划分为第一子模块电容和第二子模块电容；当检测到桥臂电流的周期为奇数周期时，基于FPGA的逻辑运算单元，按照所述第一子模块电容的电压对所述第一子模块电容在预设的两个时钟周期内进行并行排序，并根据所述桥臂电流的方向和第一调制结果，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使对所述子模块的电容进行充电或放电的操作；当检测到所述桥臂电流的周期为偶数周期时，基于所述FPGA的逻辑运算单元，按照所述第二子模块电容的电压对所述第二子模块电容在所述预设的两个时钟周期内进行并行排序，并根据所述桥臂电流的方向和第二调制结果，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使对所述子模块的电容进行充电或放电的操作。2.如权利要求1所述的模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，所述当检测到桥臂电流的周期为奇数周期时，基于FPGA的逻辑运算单元，按照所述第一子模块电容的电压对所述第一子模块电容在预设的两个时钟周期内进行并行排序，具体包括：当检测到所述桥臂电流的周期为奇数周期时，在第一个所述时钟周期内，基于所述FPGA的逻辑运算单元对所述第一子模块电容的电压进行两两比较，得到第一子模块电容电压比较值；在第二个所述时钟周期内，基于所述FPGA的逻辑运算单元对所述第一子模块电容电压比较值进行计算，并根据计算结果，将所述第一子模块电容的电压按从大到小进行排序；响应于所述模块化多电平矩阵换流器的调制指令，将调制后所述模块化多电平矩阵换流器单个所述桥臂内输出正电平的子模块数量作为第一调制结果，并根据所述第一调制结果，判断所述输出正电平的子模块数量与所述第一子模块电容的数量的大小关系。3.如权利要求2所述的模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，所述当检测到桥臂电流的周期为奇数周期时，基于FPGA的逻辑运算单元，按照所述第一子模块电容的电压对所述第一子模块电容在预设的两个时钟周期内进行并行排序，并根据所述桥臂电流的方向和第一调制结果，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使对所述子模块的电容进行充电或放电的操作，具体包括：当判断到所述输出正电平的子模块数量不大于所述第一子模块电容的数量，且检测到所述桥臂电流的方向为正时，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使所述第一子模块电容中排序为后n位的电容处于充电状态，其余所述第一子模块电容和所述第二子模块电容处于放电状态；其中，0<n≤N，n为所述输出正电平的子模块数量，N为所述模块化多电平矩阵换流器桥臂内子模块的电容数量；当判断到所述输出正电平的子模块数量不大于所述第一子模块电容的数量，且检测到所述桥臂电流的方向为负时，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使所述第一子模块电容中排序为前n位的电容处于放电状态，其余所述第一子模块电容和所述第二子模块电容处于充电状态。4.如权利要求3所述的模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当判断到所述输出正电平的子模块数量大于所述第一子模块电容的数量，且检测到所述桥臂电流的方向为正时，控制所述子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使所述第一子模块电容中排序为前N-n位的电容处于放电状态，其余所述第一子模块电容和所述第二子模块电容处于充电状态；当判断到所述输出正电平的子模块数量大于所述第一子模块电容的数量，且检测到所述桥臂电流的方向为负时，控制子模块的绝缘栅双极型晶体管动作，以使所述第一子模块电容中排序为后N-n位的电容处于充电状态，其余所述第一子模块电容和所述第二子模块电容处于放电状态。5.如权利要求1所述的模块化多电平矩阵换流器电容电压的控制方法，其特征在于，所述当检测到所述桥臂电流的周期为偶数周期时，基于所述FPGA的逻辑运算单元，按照所述第二子模块电容的电压对所述第二子模块电容在所述预设的两个时钟周期内进行并行排序，具体包括：当检测到所述桥臂电流的周期...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏伟，张帆，张野，李俊杰，袁豪，
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，
类型：发明
国别省市：广东,44
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