本申请提供了一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统，涉及风力发电领域。该子模块通断控制方法，包括：根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取当前控制周期中子模块的投入数目N；根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。利用本申请的技术方案能够降低风力发电机组整机的损耗。损耗。损耗。
【技术实现步骤摘要】
MMC的子模块通断控制方法、装置和系统
[0001]本专利技术属于风力发电领域，尤其涉及一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统。
技术介绍
[0002]模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)由多个子模块(Sub-module，SM)级联组成。由于MMC具有电能质量高、高度模块化和故障穿越能力强等优点被广泛应用于各类场景下的各种系统、设备中，比如大容量、中高压电力变换场景中的柔性直流输电系统、高压变频器、静置无功补偿系统、电力电子变压器等。
[0003]MMC的损耗大小会对系统和设备产生影响，MMC中SM的损耗可占到风力发电机组整机损耗的90％左右。现阶段，MMC的损耗较高，使得风力发电机组整机损耗也较高。
技术实现思路
[0004]本申请实施例提供了一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统，能够降低风力发电机组整机的损耗。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种MMC的子模块通断控制方法，包括：根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取当前控制周期中子模块的投入数目N；根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。
[0006]在一些可能的实施例中，桥臂压差阈值对应的桥臂的开关损耗为总谐波含量在预设标准谐波含量范围内的情况下的最小开关损耗。
[0007]在一些可能的实施例中，获取当前控制周期中子模块的投入数目N，包括：根据当前控制周期中桥臂的调制波和子模块的电压基准值，确定投入数目N。
[0008]在一些可能的实施例中，根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断，包括：若第一差值大于预定压差阈值，根据桥臂中电流方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块或N个电压最低的子模块处于投入状态。
[0009]在一些可能的实施例中，根据桥臂中电流方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块或N个电压最低的子模块处于投入状态，包括：若桥臂中电流方向为桥臂充电方向，控制桥臂中N个电压最低的子模块处于投入状态；若桥臂中电流方向为桥臂放电方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块处于投入状态。
[0010]在一些可能的实施例中，根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断，包括：若第一差值小于或等于预定压差阈值，获取上一控制周期桥臂中处于投入状态的子模块的数目M；若第二差值大于零，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于切出状态的电压最低的或电压最高的N-M个子模块
切换为投入状态，第二差值为N与M的差值；若第二差值等于零，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的子模块保持投入状态，处于切出状态的子模块保持切出状态；若第二差值小于零，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的电压最低的或电压最高的∣N-M∣个子模块切换为切出状态。
[0011]在一些可能的实施例中，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于切出状态的电压最低的或电压最高的N-M个子模块切换为投入状态，包括：若桥臂中电流方向为桥臂充电方向，控制上一控制周期桥臂中处于切出状态的电压最低的N-M个子模块切换为投入状态；若桥臂中电流方向为桥臂放电方向，控制上一控制周期桥臂中处于切出状态的电压最高的N-M个子模块切换为投入状态。
[0012]在一些可能的实施例中，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的电压最低的或电压最高的∣N-M∣个子模块切换为切出状态，包括：若桥臂中电流方向为桥臂充电方向，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的电压最高的∣N-M∣个子模块切换为切出状态；若桥臂中电流方向为桥臂放电方向，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的电压最低的∣N-M∣个子模块切换为切出状态。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种MMC的子模块通断控制装置，包括：第一计算模块，用于根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；第二计算模块，用于对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取模块，用于获取当前控制周期中子模块的投入数目N；控制模块，用于根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种MMC的子模块通断控制系统，包括：极控设备，用于根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值，并向阀控设备下发桥臂压差阈值；阀控设备，用于对MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；以及，获取当前控制周期中子模块的投入数目N；以及，根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。
[0015]在一些可能的实施例中，极控设备与阀控设备通过高速串行光纤连接。
[0016]本专利技术实施例提供一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统，根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率计算得到桥臂压差阈值，总谐波含量与开关器件的平均开关频率与MMC损耗相关。根据当前控制周期中需要的子模块的投入数目、当前控制周期桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的第一差值、计算得到的桥臂压差阈值以及桥臂中电流流向，来控制MMC的子模块的通断。通过控制MMC的子模块的通断，降低MMC的损耗，从而降低风力发电机组整机的损耗。
附图说明
[0017]从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
[0018]图1为本申请实施例提供的一种MMC的结构拓扑示意图；
[0019]图2为本申请一实施例提供的一种MMC的子模块通断控制方法的流程图；
[0020]图3为本申请另一实施例提供的一种MMC的子模块通断控制方法的流程图；
[0021]图4为本申请实施例提供的一种MMC的子模块通断控制装置的结构示意图；
[0022]图5为本申请实施例提供的一种MMC的子模块通断控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MMC的子模块通断控制方法，其特征在于，包括：根据包括所述MMC的换流设备的总谐波含量以及所述MMC的每个桥臂中所述子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期所述桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，所述第一差值为所述桥臂中所述子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取所述当前控制周期中所述子模块的投入数目N；根据所述子模块的投入数目N、所述第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制所述MMC的子模块的通断。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桥臂压差阈值对应的所述桥臂的开关损耗为所述总谐波含量在预设标准谐波含量范围内的情况下的最小开关损耗。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述当前控制周期中所述子模块的投入数目N，包括：根据所述当前控制周期中所述桥臂的调制波和所述子模块的电压基准值，确定所述投入数目N。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述子模块的投入数目N、所述第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制所述MMC的子模块的通断，包括：若所述第一差值大于预定压差阈值，根据所述桥臂中电流方向，控制所述桥臂中N个电压最高的所述子模块或N个电压最低的所述子模块处于投入状态。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述桥臂中电流方向，控制所述桥臂中N个电压最高的所述子模块或N个电压最低的所述子模块处于投入状态，包括：若所述桥臂中电流方向为桥臂充电方向，控制所述桥臂中N个电压最低的所述子模块处于投入状态；若所述桥臂中电流方向为桥臂放电方向，控制所述桥臂中N个电压最高的所述子模块处于投入状态。6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述子模块的投入数目N、所述第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制所述MMC的子模块的通断，包括：若所述第一差值小于或等于预定压差阈值，获取上一控制周期所述桥臂中处于投入状态的所述子模块的数目M；若第二差值大于零，根据所述桥臂中电流方向，控制所述上一控制周期所述桥臂中处于切出状态的电压最低的或电压最高的N-M个所述子模块切换为投入状态，所述第二差值为N与M的差值；若第二差值等于零，控制所述上一控制周期所述桥臂中处于投入状态的所述子模块保持投入状态，处于切出状态的所述子模块保持切出状态；若第二差值小于零，根据所述桥臂中电流方向，控制所述上一控制周期所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高源智，汤明杰，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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