对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法技术

本发明专利技术公开了一种对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法，属于多电平变流器技术领域，该方法包括构建多电平变流器的对称电容解耦子模块拓扑；根据对称电容解耦子模块拓扑，建立电感电流模型和电容电压模型；根据电感电流模型和电容电压模型，进行电压电流双闭环控制，完成多电平变流器有源功率解耦控制。本发明专利技术解决了模块化多电平变流器直交流侧功率交换时传统的MMC子模块电容电压会具有基频和二倍频纹波的问题。频和二倍频纹波的问题。频和二倍频纹波的问题。

【技术实现步骤摘要】
对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法


[0001]本专利技术属于多电平变流器
，尤其涉及一种对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法。

技术介绍

[0002]多电平技术是通过利用低耐压小电流的功率器件组成新型拓扑架构以实现中高压大功率场合应用的技术，并具有输出电平数多、输出电压谐波小、开关频率低和功率开关器件承受电压应力小等优势，在中高压大功率应用领域受到越来越多的关注和研究。常用多电平拓扑结构有：中点钳位型变换器(NPC)、级联H桥型变换器(CHB)和模块化多电平变换器(MMC)。
[0003]由于高度模块化设计，电压等级功率容量易于扩展，可冗余控制，输出品质好等优势广泛用于高压柔性直流输电领域和中压配电领域。该变换器每个子模块都有一个直流侧电容，其作用是充当直流源提供MMC运行时的电平，但在实现直交流侧功率交换时子模块电容电压会具有基频和二倍频纹波，当纹波过大时对器件应力、输出特性等带来影响。在工程应用中一般采用容值较大的电容来抑制电压纹波，较大电容会使系统硬件成本和体积大大增加。
[0004]现有的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建多电平变流器的对称电容解耦子模块拓扑；S2、根据对称电容解耦子模块拓扑，建立电感电流模型和电容电压模型；S3、根据电感电流模型和电容电压模型，进行电压电流双闭环控制，完成多电平变流器有源功率解耦控制。2.根据权利要求1所述对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤S1中对称电容解耦子模块拓扑包括开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、电感L
f
、电容C1和电容C2；所述开关管S1的一端与开关管S2的一端连接，并外接电流；开关管S1的另一端分别与开关管S3的一端和电容C1的一端连接；开关管S2的另一端分别与开关管S4的一端和电容C2的一端连接；开关管S3的另一端分别与开关管S4的另一端和电感L
f
的一端连接；电感L
f
的另一端分别与电容C1的另一端和电容C2的另一端连接。3.根据权利要求2所述对称电容子模块多电平变流器有源功率解耦控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S201、获取电容C1的理想电压和电容C2的理想电压：的理想电压：其中，u
c1
为电容C1的理想电压；u
c2
为电容C2的理想电压；U
c1
为电容C1的直流电压；U
c2
为电容C2的直流电压；为电容C1的交流电压；为电容C2的交流电压；S202、根据电容C1的理想电压和电容C2的理想电压，利用状态空间平均方程，得到电感L
f
两端电压：其中，为电感L
f
两端电压；d2为开关管S3的占空比；d'2为开关管S4的占空比；i
L
为电感L
f
的电流；d为微分符号；t为时刻；S203、根据电容C1的理想电压和电容C2的理想电压，得到电容C1的电流和电容C2的电流：的电流：的电流：其中，i
c1
为电容C1的电流；i
c2
为电容C2的电流；C
c1
为电容C1的电容；C
c2
为电容C2的电容；为电容C2的交流电流；为电容C2的交流电流；S204、根据电感L
f
两端电压、电容C1的电流和电容C2的电流，利用基尔霍夫电流定律，得到电感L
f
、电容C1和电容C2的电流关系：
其中，R(i)为电流关系；S205、根据电感L
f
、电容C1和电容C2的电流关系，得到电感电流和电容C1电压的关系以及电感
‑
电容方程组：电容方程组：其中，R(i
L
)为电感电流和电容C1电压的关系；P为电感
‑
电容方程组；S206、对电感电流和电容C1电压的关系进行拉普拉斯变换，得到占空比交流分量
‑
电感电流传递函数，完成电感电流模型的构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨顺风，庄富元，王云山，苏航，冯晓云，王青元，何晓琼，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：