【技术实现步骤摘要】
一种MMC换流阀调制策略的选择方法
本专利技术属于柔性直流输电领域，特别涉及模块化多电平换流器调制策略和损耗计算方面。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，模块化多电平(MMC)换流阀极大地促进了高压直流输电技术的发展。但是高损耗是其在在大功率传输中的主要制约因素。模块化多电平(MMC)换流阀每个桥臂串联了多个相同的子模块，通过控制子模块的导通和关闭，就可以实现输出多电平，并且输出波形谐波含量小，往往电力系统中不需要额外加设滤波器，大大降低了成本。MMC换流阀系统中损耗主要是由子模块中的IGBT和二极管产生的，常用的调制策略有载波移相调制和最近电平逼近调制两种，不同调制策略下MMC系统的损耗不同。合适的调制策略，能够大大降低系统的运行成本。载波移相调制方式中虽然每个子模块的载波频率固定，但是需要多个PI调节器，导致较高的控制系统复杂度，PI整定困难，因而目前在桥臂子模块数较大的场合，常采用最近电平逼近调制。但是在最近电平逼近调制下，子模块均压控制使得子模块的平均开关频率随着桥臂子模块个数的增大而增大，从而使得系统损耗急剧上升。而载波移相调制方式则不存在这种问题。两种调制方式各有优缺点，因此，有必要设计一种MMC换流阀调制策略的选择方法，以减小系统损耗，降低系统的运行成本。
技术实现思路
本专利技术所解决的问题是，针对现有技术的不足，提供一种MMC换流阀调制策略的选择方法，选择出在特定系统参数下，损耗最小的一种调制策略。为了实现以上目标，本专利技术采用的技术方案是：一种...
【技术保护点】
1.一种MMC换流阀调制策略的选择方法，所述的MMC换流阀采用三相六桥臂对称的逆变结构，每相包含包括上下两个桥臂，每个桥臂包括相互串联的N个相同的SM子模块和一个桥臂电感，并从上下桥臂电感的连接线上引出相线；其特征在于，调制策略的选择方法包含以下步骤：/n步骤1、计算一个工频周期内采用载波移相调制方式得到的MMC换流阀的总损耗P
【技术特征摘要】
1.一种MMC换流阀调制策略的选择方法，所述的MMC换流阀采用三相六桥臂对称的逆变结构，每相包含包括上下两个桥臂，每个桥臂包括相互串联的N个相同的SM子模块和一个桥臂电感，并从上下桥臂电感的连接线上引出相线；其特征在于，调制策略的选择方法包含以下步骤：
步骤1、计算一个工频周期内采用载波移相调制方式得到的MMC换流阀的总损耗Pcps；
步骤2、计算一个工频周期内采用最近电平逼近调制方式得到的MMC换流阀的总损耗Pnlm；
步骤3、比较两者损耗，确定合适的调制策略；
令两种调制方式下系统总损耗相等，即Pcps-Pnlm＝0，求解N值；
当实际应用中的SM子模块个数大于求解得到的N值时，采用最近电平逼近的调制方式；当实际应用中的SM子模块个数小于求解得到的N值时，采用载波移相的调制方式；当实际应用中的子模块个数等于求解得到的N值时，考虑控制系统的成本，采用最近电平逼近的调制方式。
2.根据权利要求1所述的MMC换流阀调制策略的选择方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
(1.1)计算在一个工频周期内流经各器件的平均电流和有效电流：
一个工频周期内流过T1的平均电流和有效电流分别为：
一个工频周期内流过T2的平均电流和有效电流分别为：
一个工频周期内流过D1的平均电流和有效电流分别为：
一个工频周期内流过D2的平均电流和有效电流分别为：
其中，T为工频周期，m为调制比，ω为基波角频率，t表示时间，k表示第k个SM子模块，取值为1,2,…,N；fc为载波频率，S为MMC换流阀的额定功率，为MMC换流阀在额定状态下的功率因数角，Udc为MMC换流阀直流侧电压，积分时间t1、t2和t3通过下式计算得到：
(1.2)计算第k个SM子模块产生的通态损耗和动态损耗：
其中，UCE为IGBT管的导通电压偏置，rCE为其对应的通态电阻；Uf为二极管的导通电压偏置，rf为其对应的通态电阻；ET_ref为IGBT单次开通损耗和单次关断损耗之和；ED_ref为二极管的单次反向恢复损耗；UCE、rCE、Uf、rf、、ET_ref和ED_ref都能从IGBT生产厂家的说明书中得到；Uref和Iref分别是IGBT生产厂家测量ET_ref时的集电极—发射极电压和集电极电流；
(1.3)计算MMC换流阀的总损耗：
3.根据权利要求2所述的MMC换流阀调制策略的选择方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
(2.1)计算通态损耗：
其中，nap为a相上桥臂投入的子模块的个数，iap表示a相上桥...
【专利技术属性】
技术研发人员：荣飞，尹章涛，饶宏，黄守道，周保荣，马河涛，
申请(专利权)人：湖南大学，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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