[发明专利]一种MMC型多端口固态变压器的直流故障快速重启方法

权利要求书

1. MMC型多端口固态变压器的直流故障快速重启方法，该MMC型多端口固态变压器的拓扑结构包括MMC单元、DC/DC变换器单元、低压变换器单元、高压直流端口、高压交流端口、低压直流端口和低压交流端口；所述MMC单元中每一相均由上桥臂和下桥臂组成，每个桥臂均由多个基本模块串联而成，对于每一个基本模块，由HBSM模块和以FBSM模块为代表的具有直流故障穿越能力的模块这两种模块中的一种随机构成；两个桥臂之间为MMC单元的一相高压交流侧，由多个一相高压交流侧并联构成MMC型多端口固态变压器的高压交流端口，上桥臂的输入端和下桥臂的输入端构成MMC单元的高压直流端口；每个所述基本模块均由直流电容C和电力电子开关组成；所述DC/DC变换器单元由多个DAB电路组成，每个DAB电路的前级均分别与MMC单元的一个直流电容C相连；所有DAB电路的后级输出端相互并联形成低压直流端口，所述低压直流端口与低压变换器单元的直流侧并联，所述低压变换器单元的输出端构成MMC型多端口固态变压器的低压交流端口，在所述低压直流端口并联有直流电容C_LVDC；

其特征在于：当以MMC型多端口固态变压器的高压直流端口或高压交流端口所接母线作为重启电源时，包括以下步骤：

步骤1：根据直流电容C的电压高低将基本模块分为两组：电压较高的一组记为模块组A和电压较低的一组记为模块组B，所述模块组A中的直流电容C数量与模块组B中的直流电容C数量相同；

步骤2：判断若模块组A的直流电容C的电压低于模块控制器启动电压U_cst，则对MMC单元的所有基本模块的直流电容C进行预充电，直至模块组A的直流电容C的电压达到模块控制器启动电压U_cst，并执行步骤3，若模块组A的直流电容C的电压低于额定电压U_c且高于模块控制器启动电压U_cst，则接入电源后执行步骤3，若模块组A的直流电容C的电压高于额定电压U_c，则接入电源后执行步骤4；

步骤3：对模块组B中的基本模块进行旁路控制，对模块组A中的基本模块的直流电容C进行预充电，直至模块组A中的基本模块的直流电容C的电压达到额定电压U_c，执行步骤4；

步骤4：继承步骤3中对模块组A中的直流电容C进行预充电的状态，与模块组B相连的DAB电路的开关保持封锁状态；通过控制与模块组A所连接的DAB电路的前级开关，使DAB电路前级开关控制信号的占空比从0增加到0.5， DAB电路的后级利用二极管单向导通性为直流电容C_LVDC进行不控整流预充电，直至低压直流侧电压U_cLVDC达到额定电压U_LVDC，结束本步骤，执行步骤5；

步骤5：继承步骤4中模块组A的直流电容C的预充电状态和与模块组A相连的DAB电路的控制状态，控制与模块组B相连接的DAB电路的后级开关使DAB电路的后级开关控制信号的占空比从0增加至0.5，DAB电路的前级工作于不控整流状态，利用与模块组B相连的DAB电路为模块组B中的直流电容C进行预充电，直至模块组B中的直流电容C的电压均达到额定电压U_c，结束本步骤，执行步骤6；所述与模块组A相连的DAB电路的控制状态为使低压直流侧电压U_cLVDC稳定；

步骤6：对模块组A中的直流电容C进行充电的同时，与模块组A相连的DAB电路通过单移相控制方法，使模块组A的直流电容C的电压稳定在额定电压U_c，并且使低压直流侧电压U_cLVDC维持在额定电压U_LVDC；控制与模块组B相连接的DAB电路的后级开关使DAB电路的后级开关控制信号的占空比随DAB前级所连接的直流电容C的电压与额定电压U_c的差值变化，后级开关控制信号的占空比范围从0至0.5，使模块组B中的直流电容C的电压保持在额定电压U_c，实现重启。