[发明专利]一种基于常通型器件的模块化多电平变流器损耗降低方法

权利要求书

1.一种用于降低模块化多电平变流器损耗的电路结构，其特征在于，包括常通型器件，所述常通型器件与所述的模块化多电平变流器的子模块内部的卸荷电阻串联；

在所述模块化多电平变流器启动过程中，常通型器件保持导通；在模块化多电平变流器运行过程中，常通型器件保持关断；在模块化多电平变流器停机过程中，常通型器件保持导通；

将所述子模块的内部的卸荷电阻的下端通过常通型器件与电容负极连接；所述常通型器件受其驱动电路控制，所述驱动电路的信号输入连接至子模块控制器，驱动电路由子模块内部的取能电路供电；

所述卸荷电阻的阻值受模块化多电平变流器启动过程子模块电容电压静态平衡约束和/或模块化多电平变流器停机过程子模块放电时间的约束；

其中，卸荷电阻阻值选取方法为：

在模块化多电平变流器启动过程中，为了保持子模块电容电压平衡，卸荷电阻应不小于R_b1max，R_b1max表示为：

式中u_cSU为MMC启动过程中的子模块电容电压，P_APS为取能电路吸收的功率，γ为裕度系数，γ取0.5～0.8；

在模块化多电平变流器停机过程中，为了在给定的放电时间内将子模块放电完成，卸荷电阻应不小于R_b2max，子模块放电时间T_d与卸荷电阻阻值R_b的关系为：

式中C为子模块电容容值，u_cN为子模块额定电压，U_APS0为取能电路的启动电压，U_safe为放电完成时的安全电压；

为了在给定的放电时间内完成子模块放电，通过式(2)求得R_b2max；

最终卸荷电阻的取值为R_b1max和R_b2max中较小的值。

2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述常通型器件为SiC的JFET器件或硅基的JFET器件。

3.一种模块化多电平变流器损耗降低方法，包括以下步骤：

将常通型器件与所述模块化多电平变流器的子模块内部的卸荷电阻串联，

在模块化多电平变流器启动过程中，常通型器件保持导通；

在模块化多电平变流器运行过程中，常通型器件保持关断，消除卸荷电阻上的损耗；

在模块化多电平变流器停机过程中，常通型器件保持导通，通过卸荷电阻对子模块进行放电；

将所述子模块的内部的卸荷电阻的下端通过常通型器件与电容负极连接；所述常通型器件受其驱动电路控制，所述驱动电路的信号输入连接至子模块控制器，驱动电路由子模块内部的取能电路供电；

所述卸荷电阻的阻值受模块化多电平变流器启动过程子模块电容电压静态平衡约束和/或模块化多电平变流器停机过程子模块放电时间的约束；

其中，卸荷电阻阻值选取方法为：

在模块化多电平变流器启动过程中，为了保持子模块电容电压平衡，卸荷电阻应不小于R_b1max，R_b1max表示为：

式中u_cSU为MMC启动过程中的子模块电容电压，P_APS为取能电路吸收的功率，γ为裕度系数，γ取0.5～0.8；

在模块化多电平变流器停机过程中，为了在给定的放电时间内将子模块放电完成，卸荷电阻应不小于R_b2max，子模块放电时间T_d与卸荷电阻阻值R_b的关系为：

式中C为子模块电容容值，u_cN为子模块额定电压，U_APS0为取能电路的启动电压，U_safe为放电完成时的安全电压；

为了在给定的放电时间内完成子模块放电，通过式(4)求得R_b2max；

最终卸荷电阻的取值为R_b1max和R_b2max中较小的值。

4.根据权利要求3所述的模块化多电平变流器损耗降低方法，其特征在于，所述常通型器件为SiC的JFET器件。