一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法技术

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，具体为一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法。首先根据MMC基本运行原理计算各桥臂的输出电压。以降低混合型MMC中损耗最高的器件即半桥子模块下部绝缘栅双极型晶体管的功耗为目标，在满足桥臂输出电压需求、模组一个工频周期内的充放电荷守恒、模组输出能力的前提下，计算半桥模组和全桥模组的平均开关函数。根据模组平均开关函数计算桥臂中需要投入的半桥子模块的个数及全桥子模块的个数，在模组内应用电压排序算法投切子模块。应用本发明专利技术提供的方法可以保证MMC正常工作的同时改善损耗分布，使热量分布更加均匀，降低因热应力导致的器件损坏的概率。的器件损坏的概率。的器件损坏的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体为一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法。

技术介绍

[0002]模块化多电平换流器(Modular multi
‑
level converter,MMC):是换流器的一种拓扑结构，该设备包含六个桥臂，每个桥臂中由几十乃至几百个子模块组成，由于输出波形中包含多个电平，因此称为模块化多电平换流器，该拓扑是当前高压直流输电换流器的研究热点。混合型MMC一个桥臂中的子模块种类不只一种，包含至少两种。全桥半桥1:1混合型MMC桥臂中包括半桥型子模块和全桥型子模块两种，且两种子模块的个数配比为1:1。针对工作于逆变状态的全桥
‑
半桥1:1混合型MMC，当采用传统均压排序算法时，全/半桥子模块的开关器件存在损耗及热应力分布不均衡问题，尤其是半桥子模块的T2管通态损耗大，这会降低设备长期运行的可靠性。均压算法在实际应用中，需要保证桥臂中上百个子模块电容电压波动尽量保持一致，需要对桥臂中的子模块进行闭环均压控制。传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法，应用于模块化多电平换流器，所述换流器的各桥臂中有多个子模块组成，所述子模块包括全桥子模块和半桥子模块，其特征在于：步骤1、根据换流器需要输出的内电势e
jref
，以及公式0计算各桥臂的输出电压u
pjref
、u
njref
，其中j表示电源的相信息，u
pjref
及u
njref
分别为j相上桥臂及下桥臂输出电压的指令值，U
dc
表示直流侧额定电压；步骤2、计算桥臂中需要投入的半桥子模块的个数n
pjf
及全桥子模块的个数n
pjh
；步骤2.1、稳定状态下，桥子模块的个数n
pjf
及全桥子模块的个数n
pjh
满足公式1，n
paf
×
U
C
+n
pah
×
U
C
＝u
paref
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，U
C
为子模块电容额定电压；在全桥模组及半桥模组中的子模块电容电压均衡时，全桥模组平均开关函数S
paf
及半桥模组平均开关函数S
pah
满足公式2：S
paf
×
N/2
×
U
c
+S
pah
×
N/2
×
U
c
＝u
paref (2)其中，N为桥臂中的子模块总个数；步骤2.2、全桥子模块和半桥子模块电容在一个工频周期内的充放电电荷应守恒，即模组平均开关函数应满足公式3：步骤2.3、正常运行时，全/半桥子模块只输出正电平及零电平，平均开关函数满足公式5：步骤3、根据步骤2中的公式计算出半桥子模块的个数n
pjf
及全桥子模块的个数n
pjh
步骤4、根据计算出的各桥臂中需要投入的全桥子模块数n
pjf
及半桥子模块个数n
njh
控
制桥臂中的全桥子模块及半桥子模块。2.一种基于模组解耦控制的混合型MMC器件损耗优化方法，应用于模块化多电平换流器，所述换流器的各桥臂中有多个子模块组成，所述子模块包括全桥子模块和半桥子模块，其特征在于：步骤1、根据换流器需要输出的内电势e
jref
，以及公式0计算各桥臂的输出电压u
pjref
、u
njref
，其中j表示电源的相信息，u
pjref
及u
njref
分别为j相上桥臂及下桥臂输出电压的指令值，U
dc
表示直流侧额定电压；步骤2、计算桥臂中需要投入的半桥子模块的个数n
pjf
及全桥子模块的个数n
pjh
；步骤2.1、稳定状态下，桥子模块的个数n
pjf
及全桥子模块的个数n
pjh
满足公式1，n
paf
×
U...

【专利技术属性】
技术研发人员：路茂增，马新喜，赵艳雷，孙标，苏田田，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：