一种混合制造技术

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种混合

【技术实现步骤摘要】
一种混合MMC结构及其设计方法、控制方法和装置


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种混合
MMC
结构及其设计方法
、
控制方法和装置
。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，模块化多电平换流器
(Modular Multilevel Converter,MMC)
也得到了快速的发展，在高压直流输电
、
大容量电机驱动
、
风电换流
、
直流融冰等领域，都有
MMC
的应用
。
在一些领域中，需要
MMC
具备直流电压大范围调节能力
。
因此，如何在提高
MMC
直流电压调节能力
、
调节范围的同时降低
MMC
的成本成为人们关注的重点
。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一
。
[0004]为此，本申请的第一个目的在于提出一种混合
MMC
结构，以提供一种直流电压调节能力强
、
调节范围大，成本低的混合
MMC
结构
。
[0005]本申请的第二个目的在于提出一种混合
MMC
结构的设计方法
。
[0006]本申请的第三个目的在于提出一种混合
MMC
结构的控制方法
。
[0007]本申请的第四个目的在于提出一种混合
MMC
结构的设计装置
。
[0008]本申请的第五个目的在于提出一种混合
MMC
结构的控制装置
。
[0009]为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的一种混合
MMC
结构，包括：至少一个相单元，所述相单元包括上桥臂
、
电感和下桥臂；
[0010]其中，所述上桥臂的一端和所述下桥臂的一端通过所述电感相连接，所述上桥臂的另一端与直流正母线相连接，所述下桥臂的另一端与直流负母线相连接，所述电感的中点与交流中性点相连接；
[0011]所述上桥臂和所述下桥臂均包括至少两个串联的子模块，所述子模块的类型为半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
，或者，所述子模块的类型包括半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
和全桥子模块
FBSM。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述
FBSM
包括双向电流型
FBSM
和单向电流型
FBSM
；所述
Semi
‑
FBSM
包括双向电流型
Semi
‑
FBSM
和单向电流型
Semi
‑
FBSM。
[0013]综上，本申请第一方面实施例提出的混合
MMC
结构，包括：至少一个相单元，所述相单元包括上桥臂
、
电感和下桥臂；其中，所述上桥臂的一端和所述下桥臂的一端通过所述电感相连接，所述上桥臂的另一端与直流正母线相连接，所述下桥臂的另一端与直流负母线相连接，所述电感的中点与交流中性点相连接；所述上桥臂和所述下桥臂均包括至少两个串联的子模块，所述子模块的类型为半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
，或者，所述子模块的类型包括半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
和全桥子模块
FBSM。
本申请通过采用半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
，可以在提高
MMC
的直流电压调节能力和调节范围的同时降低
MMC
的成本
。
[0014]为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的一种混合
MMC
结构的设计方法，包
括：
[0015]确定混合
MMC
结构中桥臂对应的桥臂参数，所述桥臂为上桥臂或者下桥臂，所述桥臂参数包括交流额定相电压
、
直流电压最小值
、
子模块额定电压和直流电压最大值；
[0016]根据所述桥臂参数，确定所述桥臂中
FBSM
的数量以及
Semi
‑
FBSM
的数量
。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述桥臂参数，确定所述桥臂中
FBSM
的数量以及
Semi
‑
FBSM
的数量，包括：
[0018]根据所述交流额定相电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂对应的交流调制比；
[0019]根据所述交流调制比
、
所述直流电压最小值
、
所述子模块额定电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂中所述
FBSM
的数量；
[0020]根据所述直流电压最小值
、
所述子模块额定电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂中所述
Semi
‑
FBSM
的数量
。
[0021]综上，本申请第二方面实施例提出的设计方法，通过确定混合
MMC
结构中桥臂对应的桥臂参数，所述桥臂为上桥臂或者下桥臂，所述桥臂参数包括交流额定相电压
、
直流电压最小值
、
子模块额定电压和直流电压最大值；根据所述桥臂参数，确定所述桥臂中所述
FBSM
的数量以及所述
Semi
‑
FBSM
的数量
。
因此，通过采用本申请提供的设计方法设计的混合
MMC
结构，可以在提高
MMC
的直流电压调节能力和调节范围的同时降低
MMC
的成本
。
[0022]为达到上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种混合
MMC
结构的控制方法，包括：
[0023]获取混合
MMC
结构中桥臂对应的电容投入参数，获取所述桥臂对应的第一电容电压集合，所述电容投入参数包括电容投入方向和电容投入数量，所述桥臂为上桥臂或下桥臂；
[0024]基于所述电容投入方向和桥臂电流，对所述第一电容电压集合进行预处理，得到第二电容电压集合；
[0025]基于所述电容投入参数和桥臂电流，对所述第二电容电压集合进行排序，得到所述桥臂投入的子模块电容集合，以实现对混合
MMC
结构的控制
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混合
MMC
结构，其特征在于，包括：至少一个相单元，所述相单元包括上桥臂
、
电感和下桥臂；其中，所述上桥臂的一端和所述下桥臂的一端通过所述电感相连接，所述上桥臂的另一端与直流正母线相连接，所述下桥臂的另一端与直流负母线相连接，所述电感的中点与交流中性点相连接；所述上桥臂和所述下桥臂均包括至少两个串联的子模块，所述子模块的类型为半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
，或者，所述子模块的类型包括半
‑
全桥子模块
Semi
‑
FBSM
和全桥子模块
FBSM。2.
如权利要求1所述的混合
MMC
结构，其特征在于，所述
FBSM
包括双向电流型
FBSM
和单向电流型
FBSM
；所述
Semi
‑
FBSM
包括双向电流型
Semi
‑
FBSM
和单向电流型
Semi
‑
FBSM。3.
一种混合
MMC
结构的设计方法，其特征在于，包括：确定混合
MMC
结构中桥臂对应的桥臂参数，所述桥臂为上桥臂或者下桥臂，所述桥臂参数包括交流额定相电压
、
直流电压最小值
、
子模块额定电压和直流电压最大值；根据所述桥臂参数，确定所述桥臂中
FBSM
的数量以及
Semi
‑
FBSM
的数量
。4.
如权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述桥臂参数，确定所述桥臂中
FBSM
的数量以及
Semi
‑
FBSM
的数量，包括：根据所述交流额定相电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂对应的交流调制比；根据所述交流调制比
、
所述直流电压最小值
、
所述子模块额定电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂中所述
FBSM
的数量；根据所述直流电压最小值
、
所述子模块额定电压和所述直流电压最大值，确定所述桥臂中所述
Semi
‑
FBSM
的数量
。5.
一种混合
MMC
结构的控制方法，其特征在于，包括：获取混合
MMC
结构中桥臂对应的电容投入参数，获取所述桥臂对应的第一电容电压集合，所述电容投入参数包括电容投入方向和电容投入数量，所述桥臂为上桥臂或下桥臂；基于所述电容投入方向和桥臂电流，对所述第一电容电压集合进行预处理，得到第二电容电压集合；基于所述电容投入参数和桥臂电流，对所述第二电容电压集合进行排序，得到所述桥臂投入的子模块电容集合，以实现对混合
MMC
结构的控制
。6.
如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一电容电压集合包括
FBSM
电容电压集合和
Semi
‑
FBSM
电容电压集合，所述
Semi
‑
FBSM
电容电压集合包括至少一个
Semi
‑
FBSM
电容电压子集，所述
Semi
‑
FBSM
电容电压子集包括第一
Semi
‑
FBSM
电容电压和第二
Semi
‑
FBSM
电容电压，所述基于所述电容投入方向，对所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政轩，宋强，余占清，曾嵘，赵彪，屈鲁，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：