[发明专利]六开关组或九开关组MMC变换器直流电容电压控制方法

摘要

本发明提供六开关组或九开关组MMC变换器直流电容电压控制方法，包括电压平均控制和电压均衡控制；所述电压平均控制，包括电压环和电流环；所述电压均衡控制，包括对每个桥臂的上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压均衡控制。采样上开关组、中开关组和下开关组的每个功率开关单元的直流电容的电压，通过电压反馈和PI调节，稳定该功率开关单元的直流电容的电压。控制方法均衡和稳定了变换器中直流电容的电压，确保它们具有两路2N+1电平交流输出，输出电流波形质量很高，功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，很好的解决了开关管的均压问题。

主权项

六开关组或九开关组MMC变换器直流电容电压控制方法，其特征在于：包括电压平均控制和电压均衡控制；所述电压平均控制，包括电压环和电流环；所述电压均衡控制，包括对每个桥臂的上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压均衡控制；变换器的每个桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压均衡控制中，参考电压（VCref）减去该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压（vHCj），然后通过PI调节，得到该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的误差放大信号（△vHCj），其中j的取值为1~N；流过该桥臂的上开关组的电流（iH）通过符号函数（sign），当流过该桥臂的上开关组的电流（iH）大于0时，符号函数（sign）输出为1；当流过该桥臂的上开关组的电流（iH）小于0时，符号函数输出为‑1；该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的误差放大信号（△vHCj）乘以符号函数（sign），得到该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的带符号的误差放大信号（△v’HCj）；该桥臂的电压平均控制的电压误差（△vCav）减去该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的带符号的误差放大信号（△v’HCj），然后除以值为vHCj的电压，得到该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化误差放大信号（△v*HCj）；第一路输出的实际参考电压（Ra）除以值为Udc/2的电压，得到第一路输出的归一化参考电压（R*a）；第一路输出的归一化参考电压（R*a）加上Rdoa，并加上该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化误差放大信号（△v*HCj），得到该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）；该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）与第j个载波（Cj）通过第一比较器，产生该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj），当该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）大于第j个载波（Cj）时，该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj）为高电平；当该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）小于第j个载波（Cj）时，该桥臂的上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj）为低电平。