一种电容复用型模块化多电平换流器及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种电容复用型模块化多电平换流器及其控制方法，涉及供电电力系统技术领域，包括：上桥臂、下桥臂和复用电容；所述上桥臂和下桥臂均包括若干个级联的子模块，所述上桥臂的任一子模块的直流侧端口与下桥臂中对应子模块的直流侧端口并联，且上桥臂的任一子模块的直流侧端口与下桥臂中对应子模块的直流侧端口均并联同一个复用电容，共用复用电容的两个子模块工作状态相反；每相上桥臂的一个子模块与下桥臂对应的一个子模块共用同一个电容，在确保运行可靠性高及控制策略简单的前提下，节省电容装配数量，减小换流站的重量体积和占地面积。积和占地面积。积和占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种电容复用型模块化多电平换流器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及供电电力系统
，特别是涉及一种电容复用型模块化多电平换流器及其控制方法。

技术介绍

[0002]模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）由多个结构相同的子模块(Sub
‑
module,SM)级联构成，MMC具备高电压质量，高扩展性，低谐波含量和控制灵活等诸多优点，广泛应用于多项柔性直流工程。
[0003]相比于传统的两电平、三电平换流器在直流侧并联集中大电容，MMC则是装配了大量分布于子模块里的电容。MMC庞大的子模块数可以提高输出电平数，使输出的电压阶梯波逼近正弦波，但缺点是需要装配大量功率开关器件和电容器等。
[0004]电容器在MMC子模块的成本、重量和体积中占比最大，是MMC型换流站建造成本与占地面积的主要来源，也是实现MMC轻型化设计的重要切入点。现存对MMC进行轻型化改造方法主要分为减小子模块电容容值和对MMC拓扑进行优化改造两类。
[0005]前者主要通过附加控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，包括：上桥臂、下桥臂和复用电容；所述上桥臂和下桥臂均包括若干个级联的子模块，所述上桥臂的任一子模块的直流侧端口与下桥臂中对应子模块的直流侧端口并联，且上桥臂的任一子模块的直流侧端口与下桥臂中对应子模块的直流侧端口均并联同一个复用电容，共用复用电容的两个子模块工作状态相反；所述子模块包括至少五组带反向并联二极管的IGBT开关单元；其中，第一IGBT开关单元的集电极与第三IGBT开关单元的集电极连接，第三IGBT开关单元的发射极连接复用电容的正极，第一IGBT开关单元的发射极连接第二IGBT开关单元的集电极，第二IGBT开关单元的发射极连接第四IGBT开关单元的集电极，第四IGBT开关单元的发射极连接第五IGBT开关单元的发射极，第五IGBT开关单元的集电极连接复用电容的负极。2.如权利要求1所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，所述复用电容的数量、上桥臂的子模块数量和下桥臂的子模块数量相同。3.如权利要求1所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，所述IGBT开关单元包括IGBT开关管和反向并联的二极管；IGBT开关管的集电极与二极管的阴极相连接，IGBT开关管的发射极与二极管的阳极相连接。4.如权利要求1所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，每个桥臂还包括桥臂电感，在上桥臂中，第一个子模块的第一IGBT开关单元的发射极连接桥臂电感，第二IGBT开关单元的发射极连接下一个子模块的第一IGBT开关单元的发射极，依次连接，直至第N个子模块的第二IGBT开关单元的发射极连接交流侧输出端口，且第N个子模块的第二IGBT开关单元的发射极与下桥臂中第一个子模块的第一IGBT开关单元的发射极连接。5.如权利要求4所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，在下桥臂中，第一个子模块的第一IGBT开关单元的发射极连接交流侧输出端口，第一个子模块的第二IGBT开关单元的发射极连接下一个子模块的第一IGBT开关单元的发射极，依次连接，直至第N个子模块的第二IGBT开关单元的发射极连接桥臂电感。6.如权利要求1所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，所述第三IGBT开关单元与第一IGBT开关单元反向串联，以在子模块处于切除状态时截断双向电流的流通。7.如权利要求1所述的一种电容复用型模块化多电平换流器，其特征在于，所述第四IGBT开关单元和第五IGBT开关单元反向串联连接在复用电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，余祖泳，王琛，魏子文，张振，余欣洋，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：