[发明专利]一种模块化多电平变换器的低次环流抑制方法

说明书

本发明公开了一种模块化多电平变换器的低次环流抑制方法，步骤为：根据第k‑1和k‑2采样时刻采集到的某相上、下桥臂子模块电容电压值u_dcui、u_dcli，得到用于第k时刻计算的子模块电容电压预估值；计算得到该相子模块电容电压的共模分量和差模分量的预估值和计算该相实际共模电流i_cm；计算得到该相共模电流分量参考值计算得到具有总直流电压控制能力的该相共模调制比m′_cm；具有低次环流抑制能力的该相共模调制比m′_{cm_C}，将补偿后的共模调制比m′_{cm_C}与差模调制比m_dm的差值作为该相上桥臂的实际调制信号；将补偿后的共模调制比m′_{cm_C}与差模调制比m_dm的和值作为该相下桥臂的实际调制信号。本发明实现了宽频环流纹波的抑制，实现简便，物理概念清晰，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明属于高压大功率电力电子技术在电力系统中的应用技术领域，涉及模块化多电平变换器的低次环流抑制方法。

背景技术

模块化多电平变换器(MMC)凭借其不需要各自独立半桥直流电源的级联型半桥特殊设计，正逐渐成为应用于更大功率场合中备受瞩目的拓扑结构。因此它们可以运行在高电压等级下，且不失去例如模块化、冗余以及开关频率谐波消除等性能。所以，虽然MMC被最早提出应用于高压直流输电系统，但它对于例如静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)、高压变频器和微网储能系统等这些绝缘栅双极晶体管(IGBT)应用来说也是一种可行性的选择。

MMC与传统变换器主要的不同点在于桥臂间或是每个桥臂与公共直流源之间存在环流。简单来说，在环流中唯一重要的部分是直流电源提供或消耗的直流，虽然有时附加部分被用于达到特殊的目标。例如，臂间和相间直流侧电压平衡可以通过注入基频正序和负序电流来实现；直流侧共模电压纹波可以通过环流中的二次谐波来消除。

环流纹波包含开关频率和低次谐波两部分。开关频率谐波可以通过选择适当的子模块调制策略来减小。例如，把MMC各桥臂设置成将N个子模块一起调制(N+1调制)，然后对上桥臂和下桥臂的子模块PWM载波移相N(N为偶数)，或π/N(N为奇数)。