模块化多电平变换器子模块中关键器件协同优化的方法技术

技术编号:45436789 阅读:13 留言:0更新日期:2025-06-04 19:17
本发明专利技术公开了模块化多电平变换器子模块中关键器件协同优化的方法,包括以下步骤:监测桥臂上各个子模块开关管的导通电压和电容的容值,获取标准值;采集桥臂电流和各个子模块中电容电压;计算开关管和电容的老化量化参数;制定子模块分类标签设计法则;得到实际电容电压归一化模型;计算功率器件和电容的弹性电容电压模型的附加分量函数;得到功率器件和电容的弹性电容电压模型;进行子模块中关键器件协同运行优化以降低关键器件老化速率。本发明专利技术建立了MMC子模块关键器件老化状态评价体系,提出了多类型关键器件的协同运行优化方法,提升子模块整体的可靠性,无需增加MMC硬件成本,并且输出电能质量影响很小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多电平电力电子变换器,具体为一种模块化多电平变换器子模块中关键器件协同优化的方法


技术介绍

1、模块化多电平变换器(modular multilevel converter,mmc)每相由上、下两个桥臂构成,每个桥臂包含多个子模块,而每个子模块通常包含两个开关管、两个反并联二极管和一个电容。随着中压直流(mvdc)输电技术的发展,模块化多电平变流器(mmc)因其可扩展性高、运行效率高、谐波特性好等优点逐渐在中压直流配电系统电力变换中受到广泛关注和应用。

2、mmc中有多个子模块,而每个子模块中有多类型关键器件。因此,mmc子模块老化涉及到内部多种关键器件,不同类型器件的物理参数和性能指标存在较大差异。子模块运行中关键器件承受热应力不同进而导致器件间歇性疲劳,这影响了关键器件的老化程度,部分器件老化失效导致整个子模块提前退出系统运行,这加快了mmc整体老化速率,从而很大程度降低了mmc的经济性和服役寿命。

3、针对降低mmc子模块关键器件老化速率问题,常规方法是针对功率器件或电容的热应力优化。主要分为优化同一桥臂各个子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.模块化多电平变换器子模块中关键器件协同优化的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述S2中桥臂中上个子模块开关管老化量化参数∆VCE_age[i]表示为:

3.根据权利要求1或2所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述S3中桥臂上各个子模块电容的老化量化参数∆Cage[i]表示为:

4.根据权利要求3所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述S4中制定的子模块分类标签设计法则为:1>∆V...

【技术特征摘要】

1.模块化多电平变换器子模块中关键器件协同优化的方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述s2中桥臂中上个子模块开关管老化量化参数∆vce_age[i]表示为:

3.根据权利要求1或2所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述s3中桥臂上各个子模块电容的老化量化参数∆cage[i]表示为:

4.根据权利要求3所述的模块化多电平变换器子模块中关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述s4中制定的子模块分类标签设计法则为:1>∆vce_age>∆cage≥0或∆vce_age≥1, 1>∆cage≥0条件下sm写入i类标签“投入”;0≤∆vce_age<∆cage<1或1>∆vce_age≥0, ∆cage≥1条件下 sm写入ii类标签“旁路”;1>∆vce_age=∆cage>0条件下sm写入iii标签“就绪”;分别用nc1, nc2, 和nc3表示各分类标签i、ii、iii中子模块的个数。

5.根据权利要求4所述的模块化多电平变换器子模块中多类型关键器件协同运行优化的方法,其特征在于,所述s5中∆uc[i]的计算公式为:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵纪峰刘玉芹
申请(专利权)人:江苏建筑职业技术学院
类型:发明
国别省市:

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