一种多电平变流器控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多电平变流器控制方法及装置，所述方法根据多电平变流器中各个模块电容电压值和多电平变流器电流值，进行运算，输出适应的控制电流，并根据控制电流输出多电平变流器各个模块的调制波。本发明专利技术可以实现多电平变流器控制，具有电流适应范围宽，直流电压控制效果好的优点。压控制效果好的优点。压控制效果好的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多电平变流器控制方法及装置


[0001]本专利技术属于电气或电子系统控制
，具体涉及一种多电平变流器控制方法及装置。

技术介绍

[0002]随着新能源大规模接入电力系统，多电平变流器在高电压、大容量方面如有源电力滤波器、静止无功发生器、储能变流器等领域得到越来越广泛的应用。多电平变流器控制系统复杂，不仅要具备电流控制，还要实现各个模块的直流电压控制。直流电压控制通过调节各模块吸收的有功功率大小，达到控制各模块直流电压均衡的目的；一般采用沿多电平变流器电流方向对各个模块电压进行微调，将微调量叠加到原有调制波上。现有算法一般采用电流测量值或其相位符号与电压控制量相乘的方式，当多电平变流器电流较小时，会出现控制量过小导致模块电压失控或电流相位不准确导致功率振荡的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术所存在的上述不足，提供一种多电平变流器控制方法及装置，该控制方法能够满足多电平变流器输出额定电流到死区电流范围内，直流电压的稳定控制，并且输出功率稳定。
[0004]为达到上述目的，本专利技术所述一种多电平变流器控制方法，包括以下步骤：
[0005]S1、采集多电平变流器各个模块电容电压测量值以及多电平变流器电流测量值；
[0006]S2、根据多电平变流器各个模块电容电压测量值以及多电平变流器电流测量值计算多电平变流器各个模块的调制波；
[0007]S3、根据多电平变流器各个模块的电压调制波，计算生成各个H桥模块内电力电子开关器件的PWM驱动信号。
[0008]进一步的，S2包括以下步骤：
[0009]S2.1、根据各模块电容电压测量值与给定值计算偏差，根据偏差得到模块k的直流电压控制量；根据多电平变流器电流测量值计算控制电流值；
[0010]S2.2、将模块k的直流电压控制量与控制电流值相乘，得到每个模块电压的微调控制量；
[0011]S2.3、每个模块电压的微调控制量与电压调制波的给定值相加，得到每个模块的电压调制波。
[0012]进一步的，控制电流值的计算公式为：
[0013]i
c
＝i
m
f(i
m
)
[0014]i
m
为多电平变流器电流测量值；i
c
为变换器1输出的控制电流值；f(i
m
)为分段曲线。
[0015]进一步的，f(i
m
)的表达式如下：
[0016][0017]式中：I
n
为多电平变流器电流额定值；RMS(i
m
)为多电平变流器电流测量值的有效值；I1为电流死区设定值；I2为电流曲线的拐点值。
[0018]进一步的，I1为0.01I
n
。
[0019]进一步的，I2为0.13I
n
。
[0020]一种多电平变流器控制装置，包括多电平变流器各个模块电容电压测量模块、多电平变流器电流测量模块，直流电压控制器和PWM调制模块，所述模块电容电压测量模块和多电平变流器电流测量模块的输出端均与直流电压控制器连接的输入端连接，所述直流电压控制器的输出端与PWM调制模块的输入端连接；
[0021]所述多电平变流器各个模块电容电压测量模块用于采集多电平变流器各个模块电容电压测量值；所述多电平变流器电流测量模块用于采集多电平变流器电流测量值；所述直流电压控制器用于根据多电平变流器各个模块电容电压测量值以及多电平变流器电流测量值计算多电平变流器各个模块的调制波；所述PWM调制模块用于根据多电平变流器各个模块的电压调制波，计算生成各个H桥模块内电力电子开关器件的PWM驱动信号。
[0022]进一步的，直流电压控制器包括减法器、控制器模块、变换器、乘法器和加法器；所述减法器的输入端与多电平变流器各个模块电容电压测量模块连接，输出端与控制器模块的输入端连接；控制器模块的输出端与乘法器的输入端连接；所述变换器的输入端与多电平变流器电流测量模块的输出端连接，输出端与乘法器的输出端连接；所述乘法器的输出端与加法器的输入端连接，输出端与PWM调制模块的输入端连接。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益的技术效果：
[0024]1.所述直流电压控制器中包含的电流变换器，能够根据多电平变流器电流测量值的大小，计算输出相应的控制电流值。电流测量值较大时，对应的电流曲线系数逐渐接近1，与实时测量电流相乘后输出的控制电流量与传统方法相同，控制效果一致。电流测量值较小时，对应的电流曲线系数较大，输出的控制电流量幅值适中、相位准确，避免了传统方法控制量过小导致模块电压失控或电流相位不准确导致功率振荡的问题。具有电流宽范围内直流电压控制自适应调节效果。
[0025]2.与传统方法相比，本专利技术能够满足多电平变流器输出额定电流到死区电流范围内，直流电压的稳定控制，并且输出功率稳定。
[0026]本专利技术所述的多电平变流器控制装置，包括多电平变流器各个模块电容电压测量模块、多电平变流器电流测量模块，直流电压控制器和PWM调制模块，其中直流电压控制器中包含的电流变换器，能够根据多电平变流器的电流测量值输出适应的控制电流。本专利技术可以实现多电平变流器控制，具有电流适应范围宽，直流电压控制效果好的优点。
附图说明
[0027]图1为多电平变流器示意图；
[0028]图2为多电平变流器多电平变流器控制装置示意图；
[0029]图3为控制方法流程图；
[0030]图4为电流变换器1中的f(i
m
)段曲线图；
[0031]图5a为多电平变流器控制方法实施后的多电平变流器的输出电流测试结果；
[0032]图5b为多电平变流器控制方法实施后的多电平变流器的输出功率测试结果；
[0033]图5c为多电平变流器控制方法实施后的多电平变流器的直流电压的测试结果；
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术。
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电平变流器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集多电平变流器各个模块电容电压测量值以及多电平变流器电流测量值；S2、根据多电平变流器各个模块电容电压测量值以及多电平变流器电流测量值计算多电平变流器各个模块的调制波；S3、根据多电平变流器各个模块的电压调制波，计算生成各个H桥模块内电力电子开关器件的PWM驱动信号。2.根据权利要求1所述的一种多电平变流器控制方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：S2.1、根据各模块电容电压测量值与给定值计算偏差，根据偏差得到模块k的直流电压控制量；根据多电平变流器电流测量值计算控制电流值；S2.2、将模块k的直流电压控制量与控制电流值相乘，得到每个模块电压的微调控制量；S2.3、每个模块电压的微调控制量与电压调制波的给定值相加，得到每个模块的电压调制波。3.根据权利要求2所述的一种多电平变流器控制方法，其特征在于，所述控制电流值的计算公式为：i
c
＝i
m
f(i
m
)i
m
为多电平变流器电流测量值；i
c
为变换器1输出的控制电流值；f(i
m
)为分段曲线。4.根据权利要求3所述的一种多电平变流器控制方法，其特征在于，所述f(i
m
)的表达式如下：式中：C1、C2和C3均为常数，C1＞C2＞C3；I
n
为多电平变流器电流额定值；RMS(i
m
)为多电平变流器电流测量值的有效值；I1为电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙君朋，周洪伟，吕琳，万萌，赵勇涛，刘静，高原，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：