[发明专利]一种模块化多电平变流器环流控制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变流器环流控制方法，其特征在于原控制方法基础上加入四次谐波抑制控制器；所述的四次谐波抑制控制器是将静止坐标系下的三相桥臂电流共模分量进行四倍频正序坐标旋转变换，分别得到四倍频负序坐标系分量d轴分量和q轴分量，将所述的四倍频负序坐标系分量d轴分量和q轴分量送入PI控制器中，得到桥臂电压修正值在四倍频dq坐标系中的分量，再经过四倍频负序坐标反变换，得到桥臂电压修正值在三相静止坐标系的分量。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的控制方法包括如下步骤：

（1）测量模块化多电平变流器每相上、下桥臂电流，计算模块化多电平变流器交流侧瞬时电流i_{out_y}：

i_{out_y}=i_{up_y}-i_{down_y}

式中：i_{up_y}表示上桥臂电流，i_{down_y}表示下桥臂电流；

（2）计算桥臂电流共模分量给定值桥臂电流共模分量给定值的表达式为：

icom_y*=P*3Udc]]>

式中：U_dc表示直流侧母线电压，P^*表示变流器输出功率给定值，在工程实际中可用下式近似表示

P*=uout_a*iout_a+uout_b*iout_b+uout_c*iout_c]]>

式中：表示输出电压给定值，其中y=a,b,c，表示A、B、C三相；

（3）根据上桥臂电流i_{up_y}与下桥臂电流i_{down_y}计算出桥臂电流共模分量的实际值i_{com_y}，桥臂电流共模分量的实际值的表达式为：

i_{com_y}＝(i_{up_y}+i_{down_y})/2

（4）将三相桥臂电流共模分量的给定值和三相桥臂电流共模分量的实际值相减，得到三相桥臂电流共模分量的偏差值Δi_{com_y}：

Δicom_y=icom_y*-icom_y]]>

其中为桥臂共模电流给定值，i_{com_y}为桥臂共模电流实际值，y=a，b，c，表示A、B、C三相。

（5）将三相桥臂电流共模分量的偏差值Δi_{com_y}进行二倍频负序坐标旋转变换，分别得到二倍频负序坐标系分量d轴分量Δi_{com_d2}和q轴分量Δi_{com_q2}，分别将所述的二倍频负序坐标系分量d轴分量Δi_{com_d2}和q轴分量Δi_{com_q2}送入PI控制器中，得到桥臂电压修正值在二倍频dq坐标系中的分量Δu_d2和Δu_q2，再经过二倍频负序坐标反变换，得到桥臂电压修正值在三相静止坐标系的分量Δu_a2，Δu_b2和Δu_c2；

（6）将三相桥臂电流共模分量的偏差值Δi_{com_y}进行四倍频正序坐标旋转变换，分别得到四倍频负序坐标系分量d轴分量Δi_{com_d4}和q轴分量Δi_{com_q4}，将所述的四倍频负序坐标系分量d轴分量Δi_{com_d4}和q轴分量Δi_{com_q4}送入PI控制器中，得到桥臂电压修正值在四倍频dq坐标系中的分量Δu_d4和Δu_q4，再经过四倍频负序坐标反变换，得到桥臂电压修正值在三相静止坐标系的分量Δu_a4，Δu_b4和Δu_c4；

（7）将三相桥臂电流共模分量的偏差值Δi_{com_y}相加得到0轴分量Δi_{com_0}，所得结果送入PI控制器中得到桥臂电压的修正值0轴分量Δu₀；

（8）根据步骤（1）-（7）的计算结果计算出最终的桥臂电压修正值Δu_y，：

Δu_y=Δu_y2+Δu_y4+Δu₀

式中：y=a，b，c，为A、B、C三相；

（9）根据从变流器的运行参数中得到的模块化多电平变流器交流侧给定电压值和直流母线电压，步骤（8）计算得到的以及桥臂电压修正值Δu_y计算出上桥臂的给定电压和下桥臂的给定电压表达式为：

uup_y*=Udc2-uout_y*+0.5×Δuy]]>

udowm_y*=Udc2+uout_y*+0.5×Δuy]]>

（10）将步骤（9）得到的上桥臂的给定电压及下桥臂给定电压送入调制算法中，得到模块化多电平变流器上桥臂及下桥臂各开关器件的控制信号，从而控制所述的模块化多电平变流器上桥臂及下桥臂的各开关器件。