[发明专利]混合型模块化多电平换流器子模块电容电压波动抑制方法

摘要

一种混合型模块化多电平换流器子模块电容电压波动抑制方法。所述的波动抑制方法根据换流器的调制比、功率因数以及桥臂参考电压负电平部分最大值的绝对值与桥臂最大电压的比值，生成需要注入环流参考值的幅值。当换流器作为整流器运行时，A、B、C三相所注入环流参考值的相位分别为90°，210°和‑30°；当换流器作为逆变器运行时，A、B、C三相所注入环流参考值的相位分别为‑90°，30°和‑210°。通过闭环调节器，产生对应的参考电压，对混合型模块化多电平换流器子模块电容电压的波动进行抑制。

主权项

1.一种混合型模块化多电平换流器子模块电容电压波动抑制方法，所述的混合型模块化多电平换流器由三相六个桥臂组成，每相由上、下两个桥臂组成，每个桥臂由桥臂电感L和若干级联的子模块构成，其中，级联子模块既有半桥子模块又有全桥子模块，其特征在于：所述的波动抑制方法包含以下步骤：(1)计算需要注入的环流参考值的幅值；实时测量混合型模块化多电平换流器交流相电流的幅值I_oj，根据换流器运行的有功功率与无功功率计算功率因数角的正弦值；所注入环流参考值幅值的表达式如下：其中，I_{2f_r}为所注入环流参考值的幅值，m为调制比，α为混合型模块化多电平换流器桥臂参考电压负电平部分最大值的绝对值与桥臂能够输出的最大电压的比值；j为三相相序，j＝a，b，c，下标r为参考值；(2)生成需要注入的环流参考值的相位；当混合型模块化多电平换流器作为整流器运行时，j＝a时，所注入环流参考值的相位为90°；j＝b时，所注入环流参考值的相位为210°；j＝c时，所注入环流参考值的相位为‑30°；当混合型模块化多电平换流器作为逆变器运行时，j＝a时，所注入环流参考值的相位为‑90°；j＝b时，所注入环流参考值的相位为30°；j＝c时，所注入环流参考值的相位为‑210°；(3)实时测量混合型模块化多电平换流器上桥臂电流瞬时值i_uj、下桥臂电流瞬时值i_lj和直流电流瞬时值I_dc，利用下式计算得到混合型模块化多电平换流器三相环流的瞬时值i_cj：当混合型模块化多电平换流器为整流器时：i_cj＝(i_uj+i_lj)/2+I_dc/3；当混合型模块化多电平换流器为逆变器时：i_cj＝(i_uj+i_lj)/2‑I_dc/3；(4)将步骤(1)和步骤(2)得到的需要注入的环流参考值与步骤(3)得到的三相环流的瞬时值做差，经过闭环调节器，得到混合型模块化多电平换流器环流电压参考值u_cj，利用下式分别计算混合型模块化多电平换流器上桥臂参考电压u_pj和下桥臂参考电压u_nj：其中，U_dc为直流电压，u_{j_ref}是各相交流参考电压；(5)根据混合型模块化多电平换流器上桥臂参考电压u_pj和下桥臂参考电压u_nj，利用脉宽调制方法或最近电平逼近调制方法，生成上桥臂和下桥臂所有电力电子开关器件的控制信号，以此控制信号控制上桥臂和下桥臂的电力电子开关器件，实现混合型模块化多电平换流器子模块电容电压的波动抑制。