[发明专利]一种多交流端口模块化多电平换流器及其控制方法

权利要求书

1.一种多交流端口模块化多电平换流器，其特性在于，包括：

模块化多电平换流器；以及，

与所述模块化多电平换流器串联的多端口柔性互联模块；

所述多端口柔性互联模块包括多个并联在公共直流母线上的第一单相换流器，每个第一单相换流器的交流输出端口均与相应的交流线路相连；

所述多端口柔性互联模块根据是否包含第二单相换流器以及包含的第二单相换流器与所述模块化多电平换流器上、下桥臂的接线方式的不同，分为三种方案，包括，

方案1：所述多端口柔性互联模块不包含所述第二单相换流器，模块化多电平换流器的上、下桥臂的交流输出端口分别与所述多端口柔性互联模块的公共直流母线的正、负极相连；

方案2：所述多端口柔性互联模块中包含一个与所述第一单相换流器同样并联在公共直流母线两端的所述第二单相换流器，模块化多电平换流器的交流端口与所述第二单相换流器的交流输出端口相连；

方案3：所述多端口柔性互联模块包含与交流线路数量匹配的第一单相换流器以及两个第二单相换流器，所述第一单相换流器以及两个第二单相换流器并联在公共直流母线两端，所述的两个第二单相换流器的交流输出端口分别与所述模块化多电平换流器的上、下桥臂的交流输出端口相连；

所述第一单相换流器和第二单相换流器包括电压源型单相变流器；

所述多端口柔性互联模块中的第一单相换流器或者第二单相换流器的拓扑包括两电平半桥型变流器、三电平半桥型变流器或者是能进行功率双向流动单相桥型变流器；

所述多端口柔性互联模块中的第一单相换流器端口输出电压中包括相同大小的直流成分和根据需求控制得到的不同的交流成分；

所述第一单相换流器输出端口电压的直流成分为所述公共直流母线电压值的一半。

2.如权利要求1所述的多交流端口模块化多电平换流器，其特征在于：所述模块化多电平换流器包括中高压级电压源型换流器。

3.如权利要求1或2所述的多交流端口模块化多电平换流器，其特征在于：所述模块化多电平换流器子模块拓扑包括半桥型子模块拓扑、全桥型子模块拓扑、箝位型双子模块拓扑，或者多种结构混联的拓扑。

4.如权利要求3所述的多交流端口模块化多电平换流器，其特征在于：所述公共直流母线包括中低压直流母线，与所述中低压直流母线相连的公共连接电容为其提供电压。

5.一种应用于如权利要求1所述的多交流端口模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于：包括，交流线路潮流控制、模块化多电平换流器控制和公共直流母线电压平衡控制。

6.如权利要求5所述的多交流端口模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于：还包括，

所述多端口柔性互联模块和所述模块化多电平换流器通过协同控制，将多条交流线路与直流电网柔性进行互联，并调节多条线路上的潮流分布；

当所述多端口柔性互联模块互联了n条交流线路时，对各条交流线路上的潮流P₁～P_n和Q₁～Q_n以及直流侧负载功率P_L进行控制，其中一条交流线路的有功功率将通过系统的能量平衡自动调节，仅对所述线路上的无功功率进行控制，将所述交流线路定义为交流线路1；

在所述控制中，锁相环锁定的三相交流分量为定无功功率控制的所述交流线路1的三相节点电压，通过实时输出的电网电压的相位，将三相交流a-b-c坐标系下的电压电流通过Park变换转换至d-q坐标系中进行有功无功分量的解耦控制。