[发明专利]优化的MMC子模块电容电压均衡控制方法

摘要

本发明公开了一种优化的MMC子模块电容电压均衡控制方法，构架在采用最近电平逼近调制策略的模块化多电平换流器上，该策略可用于柔性直流输电，统一潮流控制器等工程包含的模块化多电平换流器的阀基控制，与传统投切策略相比，在基本不增加子模块电压波动的情况下可以大大减少子模块IGBT的投切次数，延长IGBT的寿命。

主权项

一种优化的MMC子模块电容电压均衡控制方法，其特征在于,构架在采用最近电平逼近调制策略的模块化多电平换流器上；包括以下步骤：步骤1)分别检测出上一步长时上桥臂、下桥臂已经投入的子模块数和未投入的子模块数，如果上桥臂、下桥臂已经投入的子模块数和未投入的子模块数均不为0，则执行步骤2)到步骤5)，如果上桥臂、下桥臂已经投入的子模块数和未投入的子模块数有一个为0，则执行特殊处理；步骤2)分别获取上桥臂、下桥臂已经投入的子模块和未投入的各子模块电压瞬时值，对上桥臂、下桥臂已经投入的子模块电压和未投入的子模块电压分别进行排序，形成四个子模块序列；形成四个排序过的子模块序列分别为上桥臂已投入的子模块序列Xpy和未投入的子模块序列Xpw，下桥臂已投入的子模块序列Xny和未投入的子模块序列Xnw；步骤3)对这四个子模块序列进行处理，重新得到八组新的准备用于投入或者切除的子模块序列；(1)将Xpy中电压最高的子模块取出，放进Xpw中，重新排序，最终形成序列Xpgin；(2)将Xpy中电压最低的子模块取出，放进Xpw中，重新排序，最终形成序列Xpdin；(3)将Xny中电压最高的子模块取出，放进Xnw中，重新排序，最终形成序列Xngin；(4)将Xny中电压最低的子模块取出，放进Xnw中，重新排序，最终形成序列Xndin；(5)将Xpw中电压最高的子模块取出，放进Xpy中，重新排序，最终形成序列Xpgout；(6)将Xpw中电压最低的子模块取出，放进Xpy中，重新排序，最终形成序列Xpdout；(7)将Xnw中电压最高的子模块取出，放进Xny中，重新排序，最终形成序列Xngout(8)将Xnw中电压最低的子模块取出，放进Xny中，重新排序，最终形成序列Xndout；步骤4)根据本次步长时的调制波电压计算出本次步长上下桥臂分别应投入的子模块数，再根据上一步长时上桥臂、下桥臂已经投入的子模块数和未投入的子模块数计算出本次步长相对上次步长需要多投入或多切除的子模块数量；步骤5)根据桥臂电流方向以及优化过的投切策略从八组新的子模块序列中决定需要投入或切除的具体子模块编号，进行投入或者切除；(1)当上桥臂需要投入子模块m个，且上桥臂电流大于等于0时，则从Xpy中切除一个电压最高的子模块，同时从Xpgin中选取电压最低的m+1个子模块投入；(2)当上桥臂需要投入子模块m个，且上桥臂电流小于0时，则从Xpy中切除一个电压最低的子模块，同时从Xpdin中选取电压最高的m+1个子模块投入；(3)当下桥臂需要投入子模块m个，且下桥臂电流大于等于0时，则从Xny中切除一个电压最高的子模块，同时从Xngin中选取电压最低的m+1个子模块投入；(4)当下桥臂需要投入子模块m个，且下桥臂电流小于0时，则从Xny中切除一个电压最低的子模块，同时从Xndin中选取电压最高的m+1个子模块投入；(5)当上桥臂需要切除子模块m个，且上桥臂电流大于等于0时，则从Xpw中找出一个电压最低的子模块，投入至Xpy中，同时从Xpdout中选取电压最高的m+1个子模块切除；(6)当上桥臂需要切除子模块m个，且上桥臂电流小于0时，则从Xpw中找出一个电压最高的子模块，投入至Xpy中，同时从Xpgout中选取电压最低的m+1个子模块切除；(7)当下桥臂需要切除子模块m个，且下桥臂电流大于等于0时，则从Xnw中找出一个电压最低的子模块，投入至Xny中，同时从Xndout中选取电压最高的m+1个子模块切除；(8)当下桥臂需要切除子模块m个，且下桥臂电流小于0时，则从Xnw中找出一个电压最高的子模块，投入至Xny中，同时从Xngout中选取电压最低的m+1个子模块切除；步骤6)对于上桥臂、下桥臂上一步长已投入的子模块数是零或未投入的子模块数是零的时候进行特殊处理。