[发明专利]一种三相串联混合式MMC拓扑结构及控制方法

权利要求书

1.一种三相串联混合式MMC拓扑结构，包括直流侧电路和交流侧电路，其特征在于，

所述直流侧电路包括A、B、C三相串联连接的桥臂电路，三相的所述桥臂电路具有相同结构；所述直流侧电路的两端，分别连接直流侧的正负端口；任一相的所述桥臂电路的两端均并联有电容，且三相的所述电容串联连接；

所述交流侧电路包括分别连接三相的所述桥臂电路的三个全桥子模块阀串、三个电感和三个变压器；

所述桥臂电路包括上子模块阀串、下子模块阀串，分别记为arm1、arm2；所述arm1和arm2之间还串联连接有开关电路；所述开关电路包括四个串接的桥臂开关组，记为S1、S2、S3和S4；所述S1、S2之间设上抽头，所述S3、S4之间设下抽头，所述S1、S3之间设左抽头，所述S2、S4之间设右抽头；所述上抽头连接所述arm1的下端，所述下抽头连接所述arm2的上端；所述全桥子模块阀串的一端连接所述左抽头，另一端串接所述电感后连接所述变压器的原边上端；所述右抽头连接所述变压器的原边下端；

三个所述变压器的副边上端分别形成交流侧A、B、C三相的输出口，三个所述变压器的副边下端相互连接形成交流侧的中性点。

2.根据权利要求1所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构，其特征在于，所述上子模块阀串、下子模块阀串的子模块数量之和，等于所述全桥子模块阀串的子模块数量。

3.根据权利要求1所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构，其特征在于，所述上子模块阀串或下子模块阀串为半桥子模块、全桥子模块、半桥全桥混合子模块中的一种或几种的串联组合。

4.根据权利要求1所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构，其特征在于，所述桥臂开关组为全控型器件、反向并联半控型器件中的一种或两种的同向的串联组合。

5.根据权利要求1所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构，其特征在于，所述变压器的原/副边绕组采用Δ/Y连接或Δ/Δ连接。

6.一种三相串联混合式MMC拓扑结构的控制方法，其特征在于，所述桥臂电路的工作周期分为正半周期和负半周期：正半周期时，S1和S4闭合，S2和S3断开；负半周期时，S2和S3闭合，S1和S4断开；

三相的所述桥臂电路的工作周期的控制方法相同且控制同步。

7.根据权利要求6所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构的控制方法，其特征在于，所述桥臂电路的电压为：

所述全桥子模块阀串的电压为：

其中，i指代A相、B相、C相中的任一相；m为调制比；k＝0，1，2，3，…，n(n为整数)；V_dc为直流侧端口电压；为任一相的相电压初相位；β为相电压与相电流的相位差；α为功率平衡角一；γ为功率平衡角二；ω为角频率；t为时间。

8.根据权利要求7所述的一种三相串联混合式MMC拓扑结构的控制方法，其特征在于，所述功率平衡角一α和功率平衡角二γ，用于实现所述桥臂电路的功率平衡和所述全桥子模块阀串的功率平衡。