[发明专利]一种降低全桥型MMC子模块电容的设计与控制方法

摘要

本发明公开了一种降低全桥型MMC子模块电容的设计与控制方法，通过在稳态下利用全桥型子模块的负电平输出能力，在保持换流器传输容量以及直流侧电压不变的情况下，增大交流侧相电压峰值，使调制系数m₂＞1，实现交流电压提升运行，在一定程度上降低了子模块电容电压的波动。在提压运行的基础上，结合二倍频环流优化控制，能够使全运行区域内子模块电容电压波动率进一步降低，从而有效的减小子模块电容需求，降低子模块的成本。

主权项

1.一种降低全桥型MMC子模块电容的设计与控制方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)保持MMC传输容量S，直流侧电压U_dc不变，利用全桥型子模块负电平输出能力，提升交流侧电压峰值，使得调制系数为m₂＞1；(2)提升交流侧电压峰值后，桥臂最大输出电压增大，在子模块电容额定电压不变的情况下，为满足桥臂最大输出电压需求，每个桥臂的子模块个数为N为每个桥臂的原始子模块个数，m₁为原始调制系数，0＜m₁≤1；(3)当调制系数m₂＞1，每个桥臂的桥臂子模块个数为时，得到谐波环流抑制下，子模块电容电压波动率ε，然后使用二倍频环流控制算法，当功率因数角在[‑π,π]的区域内时，计算不同二倍频电压U_h和相位角α组合下，各功率因数角的子模块电容电压波动率的最小值ε_min；(4)以ε_min中的最大值作为全运行区域下的控制目标，得到该控制目标下各功率因数角所对应的目标二倍频电压和目标相位角，将目标二倍频电压和目标相位角叠加至桥臂电压指令值，在不增加子模块开关器件通流能力的条件下，使子模块电容电压波动率显著降低。