[发明专利]一种模块化多电平换流器的热平衡控制方法

摘要

一种模块化多电平换流器的热平衡控制方法，该方法创新性的提出：模块化多电平存在子模块间热不平衡现象，利用主动热平衡控制来平衡子模块间的热不平衡问题；（1）采用本方法所提出的主动热平衡控制来平衡子模块之间的结温，子模块之间温度不平衡的现象可以得到改善；（2）子模块之间对应的功率半导体的温度分布及结温的不平衡性可以降低，温度变化次数和达到高温的次数也可以有相对改善。（3）并且热平衡算法能够在电容电压平衡的基础上降低子模块之间的结温差，而不会降低系统的性能。（4）此平衡方法也能够降低功率半导体的最高温度，从而使功率半导体的寿命增加。

主权项

1.一种模块化多电平换流器的热平衡控制方法，其特征在于：该方法利用主动热平衡控制来平衡子模块间的热不平衡问题；在热平衡控制方法中设定了在各个子模块之间允许的最大温度差值，在各组子模块的m_i值中挑出最大和最小值m_max、m_min，两者之间的差就是组间最大差值Δm，设定了一个最大差值允许值m_ref来维持平衡各个子模块间的温度平衡；该方法设计子模块分配流程当m_ref小于Δm时，根据臂电流方向对子模块进行排序，臂电流为正时，将子模块按m值的大小升序排列；当m_ref大于Δm时，将子模块按m值的大小降序排列；该分配流程将子模块之间的温度通过嵌入电容电压平衡方法中从而得到平衡；实现电容器电压V_cu和器件结温T_j的平衡；该方法中根据模块化多电平的运行数据，计算需导通的子模块的个数，然后根据已投入子模块的充放电情况决定需要投入或切除的子模块，即若已投入的子模块处于充电状态，且需投入子模块时，则在尚未投入的子模块中选取电容电压、子模块温度最小的子模块投入；若已投入的子模块处于充电状态，且需切出子模块时，则在已投入的子模块中选取电容电压最大、子模块温度较大的子模块切出；若已投入的子模块处于放电状态，且需投入子模块时，则在尚未投入的子模块中选取电容电压最大、子模块温度较大的子模块投入；若已投入的子模块处于放电状态，且需切出子模块时，则在已投入的子模块中选取电容电压最小的子模块切出。