[发明专利]计算用于模块化多电平转换器的插入指数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及对包括如下数据的插入指数的计算，该数据代表应当在电压插入模式中的模块化多电平转换器的可用子模块的部分。

背景技术

概念模块化多电平转换器(M2C)表示一类电压源转换器(VSC)。它具有在正DC+与负DC-这两个DC母线之间并联连接的一个或者若干相支路。每个相支路由两个串联连接的转换器臂构成。在转换器臂之间的连接点构成用于支路的AC端子。

每个臂由多个(N个)子模块构成。每个子模块具有两个端子。使用这些端子来串联连接每个臂中的子模块，从而它们形成串。串的末端端子构成臂的连接端子。通过控制每个臂中的个别模块，可以在AC端子上提供与插入电压的累加对应的电压。

根据DE10103031已知这样的转换器。在这一文献中简要描述一种用于均衡臂内的子模块电容器中的电压的方法。对于每个臂，调制器确定插入的子模块数目何时应当改变。用于均衡的原理在于：在命令改变插入子模块数目时的每个时刻，选择机制根据臂中的实际电流方向(充电或者放电)和臂中的对应可用子模块(旁路的最高电压/旁路的最低电压/插入的最高电压/插入的最低电压)来选择待插入或者旁路的子模块。这样的选择机制以实现在子模块中的DC电容器两端的DC电压相等(u_C，SM(t))为目的。

现有技术的问题是存在经过在DC端子之间的支路行进的循环电流。

发明内容

本发明的目的是减小经过在DC端子之间的支路行进的循环电流。

第一方面是一种用于计算用于DC到AC模块化多电平转换器的相支路的插入指数的方法，该转换器包括在用于每相的上DC电源共同母线与下DC电源共同母线之间的一个相支路，每个相支路包括两个串联连接的臂，其中用于每个相支路的AC输出连接于其两个串联连接的臂之间。每个臂包括多个子模块，其中每个子模块可以在旁路状态或者电压插入模式中，插入指数包括数据，该数据代表用于特定臂的应当在电压插入模式中的可用子模块的部分。该方法包括以下步骤：计算用于连接到上DC电源共同母线的上臂和连接到下DC电源共同母线的下臂的期望臂电压；获得分别代表上臂和下臂中的实际总臂电压的值；并且使用相应期望臂电压和代表总实际臂电压的相应值来分别计算用于上臂和下臂的调制指数。

计算用于相支路的期望臂电压的步骤可以包括：

对于上臂计算：

u_CU(t)＝u_D/2-e_V(t)-u_diff(t)，

而对于下臂计算：

u_CL(t)＝u_D/2+e_V(t)-u_diff(t)，

其中u_CL(t)代表上臂电压，u_D代表在上DC电源共同母线与下DC电源共同母线之间的电压，e_V(t)代表参考内部AC输出电压，而u_diff(t)代表用于控制穿过整个相支路的电流的控制电压。

计算期望臂电压的步骤可以包括计算：

u_diff(t)＝u_diff1(t)+u_diff2(t)，

其中u_diff1(t)代表通过将支路的臂中的能量求和而获得的电压，而u_diff2(t)代表通过计算在支路的臂之间的能量差而获得的值。

获得代表实际臂电压的值的步骤可以包括计算：

udiff(t)=u^diff2cos(ω1t+ψ),]]>