[发明专利]全桥型模块化多电平变流器子模块电容电压波动抑制方法

权利要求书

1.一种全桥型模块化多电平变流器子模块电容电压波动抑制方法，所述的全桥型模块化多电平变流器由三相六个桥臂组成，每相由上、下两个桥臂构成，每个桥臂由桥臂电感L和若干子模块级联构成，级联子模块均为全桥子模块，其特征在于：所述的子模块电容电压波动抑制方法包含以下步骤：

(1)计算全桥型模块化多电平变流器直流参考电压；

当全桥型模块化多电平变流器电网侧发生单相对地短路故障时，利用下式计算全桥型模块化多电平变流器直流电压参考值：

其中，U_{dc_ref}为全桥型模块化多电平变流器直流电压参考值，U_{s_j}为全桥型模块化多电平变流器稳态运行时电网侧交流电压幅值，j为三相相序，j＝a，b，c，m为全桥型模块化多电平变流器的调制比，单相对地短路故障时m＝1.67；

(2)利用步骤(1)计算的全桥型模块化多电平变流器直流电压参考值，根据下式计算得到各相上、下桥臂的参考电压：

其中，为各相交流侧正序参考电压，为各相交流侧负序参考电压，u_cj为各相桥臂中用于实现环流抑制的共模分量；

(3)根据全桥型模块化多电平变流器各相上桥臂参考电压u_pj和下桥臂参考电压u_nj，利用脉宽调制方法或最近电平逼近调制方法，生成各相上桥臂和下桥臂所有电力电子开关器件的控制信号，以此控制信号控制各相上桥臂和下桥臂的电力电子开关器件，当桥臂参考电压为正且桥臂电流向子模块电容充电时，选择合适数量的电容电压较低的子模块投入，即第一半导体S1和第四半导体开关S4导通，第二半导体开关S2和第三半导体开关S2关断，其余子模块切除，即第一半导体S1和第三半导体开关S3导通，第二半导体开关S2和第四半导体开关S4关断；当桥臂参考电压为正且桥臂电流向子模块电容放电时，选择合适数量的电容电压较高的子模块投入，即第一半导体S1和第四半导体开关S4导通，第二半导体开关S2和第三半导体开关S2关断，其余子模块切除，即第一半导体S1和第三半导体开关S3导通，第二半导体开关S2和第四半导体开关S4关断；当桥臂参考电压为负，且桥臂电流是向子模块电容充电时，选择合适数量的电容电压较高的子模块投入，即第二半导体S2和第三半导体开关S3导通，第一半导体开关S1和第四半导体开关S4关断，其余子模块切除，即第一半导体S1和第三半导体开关S3导通，第二半导体开关S2和第四半导体开关S4关断；当桥臂参考电压为负且桥臂电流是向子模块电容放电时，选择合适数量的电容电压较低的子模块投入，即第二半导体S2和第三半导体开关S3导通，第一半导体开关S1和第四半导体开关S4关断，其余子模块切除，即第一半导体S1和第三半导体开关S3导通，第二半导体开关S2和第四半导体开关S4关断；从而实现全桥型模块化多电平变流器在单相对地短路故障工况下子模块电容电压的波动抑制。