对最优PD-PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种对最优PD

【技术实现步骤摘要】
对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法


[0001]本专利技术属于电力系统中高压大功率电力电子


技术介绍

[0002]模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)由R.Marquardt教授于2001年在德国专利中首次提出。自2010年左右以来，该拓扑逐渐成为研究热点，并陆续由ABB、西门子、通用电气、南瑞继保等国内外知名公司研制出商用产品，并成功应用于高压直流输电系统、静止无功补偿器、中压电机驱动器等场合。除此以外，MMC也被认为在中压船舶推进系统、电力电子变压器、分布式储能系统、中低压直流系统等新兴领域具有较大的应用潜力。
[0003]在中压场合应用时，MMC的桥臂内子模块数量N一般在20个以内。以将3300VIGBT应用于10kV交流电网为例，各桥臂配置8
‑
10个子模块即可满足电压要求。在这一应用场合(尤其是N＜10时)，相较于电平逼近类调制方法，脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)类方法一般被认为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，单相MMC包括上、下两个桥臂，每个包括N个级联的子模块，所述每个子模块均包括一对两象限开关管和一个储能电容；其特征在于，该方法具体包括如下步骤：步骤1：建立MMC的开关模型；步骤2：将MMC的冗余状态采用具有2N个元素的一维矩阵S＝[σ
u1
，σ
u2
，
…
，σ
un
，
…
，σ
uN
，σ
l1
，σ
l2
，
…
，σ
ln
，
…
，σ
lN
]表示，其中σ
un
表示上桥臂中第n个子模块的开关状态函数，σ
ln
表示下桥臂中第n个子模块的开关状态函数；σ
jn
＝{0，1}，0表示切除，1表示投入，j＝{u，l}，n＝{1，2，...，N}，计算MMC中总投入的子模块的数量对环流状态的影响；步骤3：将目标电平L分为能够控制环流型电平和不能够控制环流型电平；步骤4：根据步骤1中的MMC开关模型设置环流目标值I
cmref
；步骤5：根据步骤2中MMC中总投入子模块的数量对环流状态的影响，步骤3中目标电平L的类型以及步骤4中环流目标值，设置次态候选组，次态候选组中次态的个数为K个，则次态候选组为K*2N的矩阵；步骤6：采用伪随机函数在次态候选组中选择一组次态，从而确定下一时刻的脉冲状态。2.根据权利要求1所述的对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，其特征在于，所述步骤1中MMC的开关模型为：所述步骤1中MMC的开关模型为：其中，u
o
为MMC相桥臂中点的输出电压，L
m
为MMC中耦合电感互感，i
cm
为共模电流；U
dc
为MMC直流侧电压幅值，L
k
为MMC漏感，i
dm
为差模电流；σ
cm
为子模块开关函数的共模分量，σ
dm
为子模块开关函数的差模分量；i
cm
，i
dm
的表达式如下所示：i
u
、i
l
分别为上、下桥臂的电流；σ
cm
的表达式如下所示：3.根据权利要求2所述的对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，其特征在于，所述步骤4中的环流目标值的表达式如下所示：其中R(*)表示取实数，为输出电流参考值。4.根据权利要求1所述的对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，其特征在于，所述步骤2中根据MMC中总投入子模块的数量对环流状态的影响具体为：上下桥臂中总投入子模块数量S
sum
为N，N
‑
1或者N+1；当S
sum
＝N时，σ
cm
＝1，则环流不变；当S
sum
＝N
‑
1时，σ
cm
＜1，
则环流增大；当S
sum
＝N+1时，σ
cm
＞1，则环流减小，σ
cm
为子模块开关函数的共模分量。5.根据权利要求4所述的对最优PD
‑
PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，其特征在于，所述步骤5具体为：若L为能够控制环流型电平，则S
sum
＝N，根据上、下桥臂的电流，计算出环流大小，并与目标值I
cnref
比较，如果计算得到的环流小于目标值I
cnref
，则进入使环流增大的次态区域，具体为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毅超，李禹樊，姜昊，鄢寅宇，王欣，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：