[发明专利]一种模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制方法及装置

摘要

一种模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制方法及装置，涉及模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制领域。解决了模块化多电平换流器的桥臂之间存在能量不均衡，导致模块化多电平换流器运行不稳定的问题。本发明所述控制方法通过在桥臂环流中加入一个交流分量，使上下桥臂之间形成能量交换的通路，能够在不影响模块化多电平换流器交流输出电压的前提下，通过控制交流环流分量的大小来实现上下桥臂的能量均衡控制，本发明采用了由准比例谐振调节器构成的内环控制器，通过对上下桥臂的能量均衡控制，模块化多电平换流器的稳定性与可靠性均提高了5%以上。本发明适用于对模块化多电平换流器的桥臂间能量进行均衡控制。

主权项

1.一种模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制方法，所述模块化多电平换流器为三相电路结构，每一相电路均包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括N个结构相同的子模块，所述下桥臂包括N个结构相同的子模块，每个子模块中均有一个电容，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤一、检测单相桥臂中各个子模块中的电容电压，并分别计算出单相桥臂中上桥臂的N个子模块的电容电压之和U_{sum_up}与下桥臂的N个子模块的电容电压之和U_{sum_lw}，同时得到单相桥臂交流侧的交流输出电压U_{ref_a}；步骤二、计算步骤一得到的U_{sum_up}与U_{sum_lw}的平均值，将该平均值U_sum与直流电源U的电压U_dc进行减法运算，并对得到的差值进行PI调节获得单相桥臂环流中直流分量的给定值步骤三、将步骤一得到的U_{sum_up}和U_{sum_lw}进行减法运算，将得到的差值经PI调节后与一个单位正弦信号相乘，得到单相桥臂环流中交流分量的给定值步骤四、将步骤二得到的单相桥臂环流中直流分量的给定值和步骤三得到的单相桥臂环流中交流分量的给定值相加，得到单相桥臂环流的电流给定值即：步骤五、检测单相桥臂中上桥臂的电流i_up和下桥臂的电流i_lw，并对i_up和i_lw取平均值，得到单相桥臂实际电流i_c，即：i_c=(i_up+i_lw)/2；步骤六、将步骤四中得到的单相桥臂环流的电流给定值和步骤五中得到的单相桥臂实际电流i_c进行减法运算，将得到的差值送入准比例谐振调节器（4）中，经准比例谐振调节器（4）处理后获得控制指令u_{ref_c}；步骤七、根据步骤一中的交流输出电压U_{ref_a}与步骤六中得到的控制指令u_{ref_c}，得到上桥臂的参考信号U_{ref_up}和下桥臂的参考信号U_{ref_lw}；步骤八、将步骤七中得到的上桥臂的参考信号U_{ref_up}和下桥臂的参考信号U_{ref_lw}送入脉宽调制器（5）中，经该脉宽调制器（5）处理后获得脉宽控制信号，控制模块化多电平换流器的子模块中绝缘栅双极晶体管的导通或关断，从而实现对单相桥臂间的能量平衡的控制。