[发明专利]模块化级联多电平变换器及其模块切换方法和控制器

说明书

本发明提供的模块化级联多电平变换器及其模块切换方法和控制器，在功率信息对应于功率效率关系曲线的效率上升区间时，控制模块化级联多电平变换器以满足输出电压要求的最少模块投入模式进行工作，使每个模块以较高的功率工作，将模块化级联多电平变换器的工作点向效率上升的方向移动，进而实现对于该模块化级联多电平变换器转换效率的提高；并在功率信息对应于功率效率关系曲线的效率下降区间时，控制模块化级联多电平变换器以全部模块投入模式进行工作，使每个模块以较低的功率工作，将模块化级联多电平变换器的工作点向与效率下降相反的方向移动，进而实现对于该模块化级联多电平变换器转换效率的提高。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种模块化级联多电平变换器及其模块切换方法和控制器。

背景技术

模块化级联多电平变换器已广泛应用于新能源发电、无功补偿、电机调速、柔性直流输电等领域。为了提高模块化级联多电平变换器的可靠性，现有技术中通常采用模块N+1冗余设计，即根据系统最大交流电压等级计算需要至少由N个模块才能提供，设计时再增加1个模块，构成N+1个模块；即使有某个模块无法正常工作，此时只需将此模块旁路，其他模块仍正常工作，可保证系统正常工作，进而提高可靠性。

关于冗余模块的处理方法，当前存在两种具体形式，一种是：正常工况时，冗余模块始终处于备用待工作状态；故障发生时，冗余模块替代故障模块进行工作；两种工况系统始终保持N个模块工作。另一种是：正常工况时，冗余模块同其他模块一样正常工作，系统N+1个模块工作；故障发生时，旁路故障模块，系统N个模块工作；两种工况下系统工作模块数目不相同。

然而上述两种冗余模块的处理方法，都只是人为的固定性择一设置，而无法通过自动切换来实现转换效率的提升。

发明内容

本发明提供一种模块化级联多电平变换器及其模块切换方法和控制器，以提升模块化级联多电平变换器的转换效率。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

本发明一方面提供一种模块化级联多电平变换器的模块切换方法，包括：

获取模块化级联多电平变换器的功率信息；

根据所述功率信息和所述模块化级联多电平变换器的功率效率关系曲线，进行比较判断；

若所述功率信息对应于所述功率效率关系曲线的效率上升区间，则控制所述模块化级联多电平变换器以满足输出电压要求的最少模块投入模式进行工作；

若所述功率信息对应于所述功率效率关系曲线的效率下降区间，则控制所述模块化级联多电平变换器以全部模块投入模式进行工作。

优选的，获取模块化级联多电平变换器的功率信息，包括：

在预测周期内，获取未来一个设置周期内所述模块化级联多电平变换器在主要发电时间的预测功率和所述预测功率中各功率的时长占比；所述预测周期和所述设置周期构成工作模式的一个调整周期。

优选的，根据所述功率信息和所述模块化级联多电平变换器的功率效率关系曲线，进行比较判断，包括：

分别对所述预测功率中各功率和预设功率点，以及，所述预测功率中各功率的时长占比和预设时长占比，进行比较判断；

若所述预测功率中各功率均小于等于所述预设功率点，或者，所述预测功率中小于等于所述预设功率点的各功率总时长占比大于等于所述预设时长占比，则判定所述功率信息对应于所述功率效率关系曲线的效率上升区间；

若所述预测功率中各功率均大于所述预设功率点，或者，所述预测功率中大于所述预设功率点的各功率总时长占比大于等于所述预设时长占比，则判定所述功率信息对应于所述功率效率关系曲线的效率下降区间。