[发明专利]一种载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法

权利要求书

1.一种载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分析得到桥臂单元模块数为N的模块化多电平变换器的所有不同开关状态组合，保留所有使环流无变化和变化率△I为U/2L的开关状态组合，去除所有其他冗余开关状态组合，其中，U为单元模块电容电压值，L为桥臂电感值；

(2)建立模块化多电平变换器的原始状态机型脉冲分配器，保证各单元模块脉冲分配的均匀化和总开关动作数的最小化；根据共模开关函数分析各个选定开关组合对环流的影响，使得环流的变化趋势始终满足不变―降低―不变―增大这一交错规律；

(3)选定当前对环流变化无影响的电平，在该电平所在的载波峰值或谷值检测主电路中环流的实时值大小，并根据环流值大小和原始状态机的下一开关状态组合确定状态选择路径；

(4)对一个基波周期的单元模块开关动作改变规律进行分析、计算，在满足各单元模块电容一个基波周期内的累计充放电电流为零的前提下实时调节环流的限制带宽大小，或适当增加单元模块的开关频率，以同时满足单元模块电容电压平衡和环流按需抑制这两个目标。

2.根据权利要求1所述的载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法，其特征在于，步骤(1)中，使环流无变化是指：模块化多电平变换器各相上、下桥臂导通的单元模块数加起来等于N，若不考虑电容电压的波动其桥臂电感上总压降为零；使环流变化率△I为U/2L指单元模块数总数等于N+1或者N－1，其中单元模块数总数为N+1代表电流下降，为N－1代表电流上升。

3.根据权利要求1所述的一种载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法，其特征在于，步骤(2)中原始状态机总共有2N+1个目标电平，且每个目标电平均有2N个可选冗余状态；每次目标电平变化时有且仅有一个单元模块发生动作。

4.根据权利要求1所述的载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法，其特征在于，步骤(3)中，根据环流值大小和原始状态机的下一开关状态组合确定状态选择路径包括：

若环流值满足条件(a)至条件(c)之一，则状态选择路径按照原始状态机的既定路径进行：

(a)环流检测值未超过其设定的上限值和下限值；

(b)环流检测值大于其设定的上限值，但原始状态机的下一开关状态组合将使该环流值减小；

(c)环流检测值小于其设定的下限值，但原始状态机的下一开关状态组合将使该环流值增大；

若环流值满足条件(d)至条件(e)之一，则状态选择路径将对原始状态机进行改进，将原始状态机的下一开关状态组合强制切换为其同一电平下的相邻开关组合状态：

(d)环流检测值大于其设定的上限值，且原始状态机的下一开关状态组合将使该环流值继续增大；

(e)环流检测值小于其设定的下限值，且原始状态机的下一开关状态组合将使该环流值继续减小。

5.根据权利要求1所述的一种载波层叠脉宽调制下模块化多电平变换器的低频环流抑制方法，其特征在于，步骤(4)中，环流设定值的大小根据单元模块电容值、桥臂电感值确定：若电容值、电感值较小，环流设定值需相应增大；若电容值、电感值较大，环流设定值需相应减小。