[发明专利]一种模块化多电平换流器的控制方法

摘要

本发明公开了一种模块化多电平换流器控制方法，在获取各相中上桥臂及下桥臂所需投入的模块数时，通过先通过对交流侧的模块化多电平换流器进行离散化，得到价值函数，然后根据各相中投入的模块数通过组合的方式得到所有组合下上桥臂及下桥臂可能出现的电压值，然后将所有可能出现的电压值带入到价值函数中，从而得到当价值函数取最小值时上桥臂及下桥臂投入的模块数量，然后再根据桥臂电流的方向在上桥臂及下桥臂中选取需要投入的模块投入使用，本发明可以使模块化多电平换流器具有良好的稳态及暂态性能。

主权项

一种模块化多电平换流器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对交流侧的模块化多电平换流器进行离散化，得价值函数J=|ixref(t+TS)-1K′(Vxdown(t+TS)-Vxup(t+TS)2-usx(t+TS)+L′TSix(t))|+TS2L(Vdc-Vxdown(t+TS)-Vxup(t+TS))+ixcir(t)---(4)]]> 其中，Vdc代表直流侧电压值，TS为采样时间，t为当前时刻的时间点，设L为模块化多电平换流器的交流侧等效电感，L'＝L/2，K'＝L/2/TS，ixref(t+TS)为交流侧电流在t+TS时刻的给定值，usx(t+TS)为交流侧电压在t+TS时刻的给定值，ix(t)为交流侧电流在t时刻的采样值，ixcir(t)为交流侧电流t时刻的环流值，Vxdown(t+TS)及Vxup(t+TS)分别为上桥臂及下桥臂在t+TS时刻的电压预测值；2)所述模块化多电平换流器内设有3相，每个相设有上桥臂及下桥臂，上桥臂及下桥臂内均设有若干模块，根据桥臂电流的方向分别对每个相中上桥臂及下桥臂内的所有模块按照模块电压值的大小进行排序，分别得模块排列V′xu(i)及V′xd(i)；3)设模块化多电平换流器中每一相投入的模块数为2N个，则当上桥臂投入的数目为m，下桥臂投入的数目为N‑m，则有[上桥臂投入的数目，下桥臂投入的数目]＝{[0,N],[1,N‑1],[2,N‑2]…[N,0]}，然后分别计算各组合投入后在t+TS时刻上桥臂及下桥臂可能出现的电压值Vxdown(j)及Vxup(j)，其中Vxup(j)=Σi=1j(Vxu′(i)+IxuCTS)Vxdown(j)=Σi=1N-j(Vxd′(i)+IxdCTS)---(5)]]> Vxup(j)为当上桥臂投入j个模块时上桥臂的电压，Vxdown(j)为当上桥臂投入j个模块时下桥臂的电压，Ixu为当上桥臂投入j个模块时上桥臂的电流，Ixd为上桥臂投入j个模块时下桥臂的电流，j＝0,1,2,3…N，C为电容C1的电容值；4)将步骤3得到的所有可能出现的桥臂电压值Vxdown(j)及Vxup(j)带入到式(4)中，得N+1个价值函数的值J(j),j＝0,1,2...N，其中，J(j)代表上桥臂投入j个模块时的价值函数，设当j＝m时价值函数取得最小值，那么上桥臂及下桥臂投入的模块数分别为m及N‑m；5)当桥臂电流为正时，则将上桥臂内模块电压值最小的m个模块投入，将下桥臂内模块电压值最小的N‑m个模块投入；当桥臂电流为负时，则将上桥臂内模块电压最大的m个模块投入，将下桥臂内模块电压值最大的N‑m个模块投入；模块化多电平换流器包括第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、第一稳压二极管、第二稳压二极管及电容C1，第一IGBT晶体管的发射极与上桥臂模块及第二IGBT晶体管的集电极相连接，第二IGBT晶体管的发射极与下桥臂模块及电容C1的一端相连接，电容C1的另一端与第一IGBT晶体管的集电极相连接，第一稳压二极管的负极及正极分别与第一IGBT晶体管的集电极及发射极相连接，第二稳压二极管的负极及正极分别与第二IGBT晶体管的集电极及发射极相连接。