[发明专利]柔性直流输电系统的MMC拓扑结构的调制方法及装置

权利要求书

1.一种柔性直流输电系统的MMC拓扑结构的调制方法，其特征在于，方法包括：

将柔性直流输电系统划分为整形电路与两电平换流器，建立工作在逆变状态的柔性直流输电系统的数学模型；

根据柔性直流输电系统的数学模型计算在不对称方波调制下两电平换流器的上下桥臂的导通时间，根据上下桥臂的导通时间确定两电平换流器的电压调制参数的范围；

根据柔性直流输电系统的数学模型确定整形电路的调制波，根据调制波以及整形电路的子模块的数量确定三相零序电压分量的范围，在三相零序电压分量的范围内利用载波脉冲宽度调制得到整形电路的子模块的调制信号，使得柔性直流输电系统的整形电路与两电平换流器完成配合，在整形电路的交流侧输出宽范围的正弦交流电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将柔性直流输电系统划分为整形电路与两电平换流器，建立工作在逆变状态的柔性直流输电系统的数学模型，具体包括：

将柔性直流输电系统接入三相平衡系统，确定上下桥臂的开关函数，根据上下桥臂的开关函数确定相开关函数，根据相开关函数和直流侧电压确定两电平换流器的第一数学模型；

根据整形电路的子模块数量、子模块的开关函数，以及子模块的电容电压计算整形电路的第二数学模型；

基于两电平换流器的第一数学模型和整形电路的第二数学模型，由基尔霍夫电压和电流定律得到柔性直流输电系统的数学模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据柔性直流输电系统的数学模型计算在不对称方波调制下两电平换流器的上下桥臂的导通时间，根据上下桥臂的导通时间确定两电平换流器的电压调制参数，具体为：

利用三相电压零序分量控制整形电路的子模块的充放电时间，以确定上、下桥臂的导通时间和上、下桥臂的关断时间；

根据上桥臂的持续导通时间以及基频周期时间的比值确定上下桥臂的占空比与三相电压零序分量的关系式；其中在三相电压零序分量大于等于零时，持续导通时间为关断时间减去导通时间；在三相电压零序分量小于于零时，持续导通时间为关断时间减去导通时间再加上基频周期时间；

根据交流侧相电压幅值和直流侧电压计算电压调制参数，根据整形电路的子模块的电容电压均衡，要求一个周期内整形电路和外部电路能量交换为零，由此得到电压调制参数与占空比的约束条件；

将上下桥臂的占空比代入约束条件，确定电压调制参数的范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上下桥臂的占空比与三相电压零序分量的关系式为：其中，V₀表示三相电压零序分量，U_m表示交流侧相电压幅值；

电压调制参数与占空比的约束条件的关系式为：其中，τ表示占空比，k_u表示电压调制参数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据柔性直流输电系统的数学模型确定整形电路的调制波，具体为：

柔性直流输电系统的数学模型的表达式为：其中，v_a(t)为交流侧输出电压，S_a(t)表示相开关函数，U_dc表示直流侧输出电压，u_wa(t)表示整形电路所投入的子模块电压之和；

根据柔性直流输电系统的数学模型的表达式确定整形电路的调制波的表达式为：

其中，u_wa(ref)(t)表示整形电路所投入的子模块电压之和的调制波。