[发明专利]一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法、设备及存储介质

说明书

本发明公开一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法、设备及存储介质，属于电力电子变换技术领域，方法包括以下步骤：采集MMC的电压调制波信号，通过低频载波调制得到MMC子模块的低频开关信号，通过高频载波调制同步得到MMC子模块的高频开关信号；实时监测MMC的电压调制波信号，得到调制模式切换信号；根据模式切换信号选择实际的MMC子模块开关信号；将子模块开关信号送往MMC，实现系统正常运行，本发明采用低频载波调制与高频载波调制实时切换的控制策略，能够在保障MMC输出质量的同时，显著降低换流器的开关损耗，从而降低系统运行成本。

技术领域

本发明属于电力电子变换技术领域，具体涉及一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法、设备及存储介质。

背景技术

随着现在科技的不断发展，近年来，随着电力电子技术的快速发展，模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)凭借模块化程度高、可使用低压器件、能量传输效率高、交流侧输出电压谐波含量低、可实现冗余控制等优点，已经成为了高压大功率系统中最具吸引力的变换器拓扑之一，其中，MMC的调制方案由于影响着换流器整体的谐波特性，滤波器尺寸和开关损耗，因而成为了研究的热点问题之一。

实际应用中，MMC在新能源并网、电能质量治理、中压电机驱动等场景中的调制波不仅包括基频输出部分，还包括高频谐波部分，用以补偿系统中的能量波动和负载变化，常规方法通过直接提高载波频率或者子模块的开关频率来保障MMC的输出质量，但由于MMC中包含大量的开关器件，这些方法往往增加了MMC的开关损耗，降低了系统整体运行的效率，存在一定的应用限制，为此，现在提出一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法、设备及存储介质。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法、设备及存储介质，解决了现有技术中对于保障MMC的输出质量时会增加MMC的开关损耗的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于双载波调制的MMC损耗优化方法，方法包括以下步骤：

采集MMC的电压调制波m_j，通过低频载波调制得到MMC子模块的低频开关信号S_l，通过高频载波调制同步得到MMC子模块的高频开关信号S_h；

实时监测MMC的电压调制波m_j，得到调制模式切换信号T_c；

根据调制模式切换信号T_c选择实际的MMC子模块开关信号S_mmc；

子模块开关信号S_mmc送往MMC各桥臂，实现子模块的投入/切除操作，保障MMC系统的正常运行。

进一步地，载波频率的选取条件一般满足：

其中，f_l为低频载波调制的载波频率，f_h为高频载波调制的载波频率，f_R为调制波基频频率，f_m为调制波主要谐波的最高频率。

进一步地，所述调制模式切换信号T_c初始设置为0，当监测到调制波中的高频谐波信号或突变点时，设置T_c＝1。

进一步地，当T_c＝0时，选取低频开关信号S_l作为实际的MMC子模块开关信号；当T_c＝1时，选取高频开关信号S_h作为实际的MMC子模块开关信号。

进一步地，所述低频载波调制和高频载波调制均采用移相载波调制，各载波频率和幅值相同，相邻载波间的相位相差2π/N。

进一步地，所述N为MMC桥臂子模块数量。