本发明专利技术公开一种基于环流解耦的模块化多电平变流器直流电容电压控制方法，其特征在于，利用模块化多电平变流器从电网吸收的有功电流控制总的直流母线电压，用环流中的直流成分使三相之间直流电压平衡，用环流中的解耦的基波成分控制每相上下两个桥臂直流母线的平衡，最后沿桥臂电流方向微调各个模块的输出电压实现桥臂内部各个模块之间直流电容电压的均衡。该控制方法能够很好地实现各相上下两个桥臂之间直流母线电压的均衡控制；再配合其他三个层次的电压控制环，各个模块的直流侧电压很好地实现了均衡并稳定在给定值；该方法正确、可靠，为工程应用提供了很好的参考价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及模块化多电平拓扑结构(MMC)中高压电能质量控制器以及高压直流输电(HVDC)等研究领域，特别涉及模块化多电平桥臂之间直流母线电压均衡控制。
技术介绍
随着社会进步和工业发展,现代电力系统存在两大特点输配电系统庞大,无功和非线性负载容量增加。首先，现代社会对电力的需求也越来越多，为了满足用户对电力日益增长的需求，电力系统变得越来越庞大，覆盖范围也越来越广阔。这给电力系统的稳定性带来挑战。同时，不同的电力系统往往需要互联在一起，以增强整个供电系统的可靠性，但是 不同电力系统互联时存在不同步的问题。其次，现代电力系统的负载也有新的特点电力电子装置具有优越的性能，已经被工农业依据消费产业大量采用。然而，电力电子装置作为非线性负载，会向电网注入无功和谐波，随着非线性负载容量的增大，其对配电系统的影响也越来越大，使系统存在不安全，不稳定隐患。对中高压输配电系统进行无功和谐波的补偿，可以有效改善电力系统的稳定性 。不同供电系统之间通过高压直流输电系统(HVDC)互联，可以解决系统不同步问题，也可以阻止故障在系统之间蔓延，是改善系统稳定性与可靠性的可行方法。模块化多电平变流器(MMC)自从提出之后就得到学者的广泛的研究和工程师的强烈关注。模块化多电平变流器具有诸多优点模块化设计、低开关频率、低功耗、高质量的频谱特性等。这些优点给模块化多电平变流器的制造，安装，维护带来了巨大方便，也使得其不用网侧变压器直接挂入中高压电网。现在模块化多电平变流器已被应用于高压 直流输电系统和中高压电能质量控制系统，成为改善输配电系稳定性与可靠性的有效方法_。在高压直流输电、中高压静止无功发生器、中高压谐波补偿器以及中高压变频调速系统的应用中，很多个斩波单元串联在一起构成一个桥臂，六个桥臂通过连接电抗器接成双星形结构成为三相变流器。每个桥臂中的每个斩波单元的直流侧需要并入电解电容器，不用加独立的直流电压源。目前国内外专家对模块化多电平变流器进行了大量研究，提出了一些控制方法。然而，在实际应用中，每个斩波单元的损耗是不一样的，控制电路产的开关信号的延时也不同，再加上负载突变的动态过程中电流波形正负半周不对称，都会造成桥臂之间或者模块之间直流侧电压的不均衡。如果不加以实时纠正，有的模块直流侧电压越来越高，模块工作在超额状态，造成工作寿命变短甚至直接炸毁；有的模块直流侧电压越来越低，模块工作在欠额状态，不能发挥应有的功效。因此，各模块直流侧电容电压控制问题成为模块化多电平变量器应用的重点问题，也是难点问题。针对模块化多电平变流器的直流母线电压控制问题，现在已有多种解决办法如模块排线法，桥臂能量预估法，环流配置法，负序电流均衡法等_。这些方法都只是针对某一种具体应用提出的，不具有通用性和系统性，同时也都有自身的一些缺点和不足。尚未看到针对模块化多电平变流器的很好的控制策略。为此，还需要对模块化多电平变流器的直流侧电容电压控制问题进行系统的研究。以下给出检索的相关文献何湘宁，陈阿莲.多电平变换器的理论和应用技术.北京机械工业出版社 2006李永东，肖曦，高跃等.大容量多电平变换器——原理、控制、应用.北京科学出版社.2005王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿.北京机械工业出版社，2004.Hirofumi Akagi. “Classification，Terminology，and Application of the Modular Multilevel Cascade Converter (MMCC)，，，IEEE Trans. Power Electron. , vol. 26，no. 11，pp. 3119-31305，Jul. 2011. Saeedifard，M.，Iravani，R. “Dynamic Performance of a Modular MultileveBack-to-Back HVDC System, ” IEEE Trans. Power Delivery.，vol.25，no. 4，pp. 2903-2912，Jul. 2010.Hirofumi Akagi. “New Trends in Medium-Voltage Power Converters andMotor Drives，，，Industrial Electronics (ISIE)，2011 IEEE International Symposium,pp. 5-14，2011.H. Mohammadi P.，M. Tavakoli Bina. “A Transformerless Medium-VoltageSTATC0M Topology Based on Extended Modular Multilevel Converters,，’IEEE Trans.Power Electron.，vol. 26，no. 5，pp. 1534 - 1545，Jul. 2011. Xiaofeng Yang, Jianghong Li，Wenbao Fang, et al. “Research onModular Multilevel Converter Based STATC0M， ，，Industrial Electronics andApplications (ICIEA)，2011 6th IEEE Conference, pp. 2569-2574. 2011.B. GemmelI, J. Dorn, D. Retzmann, and D. Soerangr，“Prospects of multilevelVSC technologies for power transmission，，，in Proc. Rec. IEEETDCE，Chicago，IL，2008，pp. I - 16. Qing rui Tu，Zheng Xu. “Impact of Sampling Frequency onHarmonic Distortion for Modular Multilevel Converter，，，IEEE Trans. PowerDelivery.，vol. 26，no. 1，pp. 298 - 306，Jul. 2011. Chun Gao，Jianguo Jiang, Xingwu Yang, “A Novel Topology and ControlStrategy of Modular Multilevel Converter (MMC)，，，Electrical and Control Engineering (ICECE)，2011International Conference, pp. 967-971，sept. 2011.D. Soto-Sanchezj T. C. Gree. “Control of a modular multi levelconverter-based HVDC transmission system, ”Power Electronics andApplication (EPE 2011)，Proceedings of the2011_14th Europ本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于环流解耦的模块化多电平变流器直流电容电压控制方法，其特征在于，利用模块化多电平变流器从电网吸收的有功电流控制总的直流母线电压，用环流中的直流成分使三相之间直流电压平衡，用环流中的解耦的基波成分控制每相上下两个桥臂直流母线的平衡，最后沿桥臂电流方向微调各个模块的输出电压实现桥臂内部各个模块之间直流电容电压的均衡。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘进军，杜思行，林继亮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。