【技術實現步驟摘要】
—種混雜式圖C電容電壓的均衡控制方法
本專利技術屬于電力系統控制
，具體涉及一種混雜式MMC電容電壓的均衡控制方法。
技術介紹
自2001年德國慕尼黑聯邦國防軍大學的R.Marquardt教授提出模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter,MMC)后,世界各國專家學者對其開展了廣泛而深入的研究。在半橋MMC基礎上，全橋MMC采用全橋型子模塊級聯而成，實現了直流電壓、直流電流四象限運行，從而具有更加靈活和優越的特性。但是，與相同容量和電壓等級的半橋MMC相比，全橋MMC使用的電力電子器件幾乎為其兩倍。由半橋子模塊和全橋子模塊構成的混雜式MMC綜合了兩種拓撲的優點，每個橋臂均由半橋子模塊和全橋子模塊混合級聯而成，既能實現換流站降壓運行、直流故障自清除問題，還能降低投資成本，是未來MMC工程發展的重要方向。快速實現混雜式MMC拓撲中各個子模塊電容電壓的均衡控制，使得能量在整個換流器中均勻分配，是該拓撲實現的關鍵技術之一。對于半橋MMC拓撲的電容電壓控制策略，屠卿瑞、徐政、鄭翔等提出過一種優化的模塊化多電平換流器電壓均衡控制方法(電工技術學報，2011，26 (5):15-20.)，該策略在考慮子模塊初始狀態的情況下，根據橋臂電流的方向以及輸出電壓的變化選取需要投入或者切除的子模塊。該策略可以大大降低子模塊的開關頻率，避免隨意投切，但與現有其他策略一樣，并不適用于混雜式MMC拓撲的子模塊電容電壓均衡控制。混雜式MMC拓撲橋臂同時包含半橋子模塊與全橋子模塊，因此其子模塊不僅可以輸出正電平、零電平，還可輸出負電平。這...
【技術保護點】
一種混雜式MMC電容電壓的均衡控制方法，包括如下步驟：(1)對于混雜式MMC的任一橋臂，建立關于子模塊投切狀態的三個記錄庫：正投入記錄庫、負投入記錄庫和切除記錄庫；在初始時刻，對橋臂內的各子模塊進行檢測，并將輸出電平為正、負或零的子模塊對應分配至正投入記錄庫、負投入記錄庫和切除記錄庫中；(2)對于當前時刻，檢測橋臂各子模塊的電容電壓以及橋臂電流iam，并確定橋臂子模塊電容電壓的最大值Usm_max和最小值Usm_min；(3)利用最近電平調制方法計算出當前時刻橋臂所需投入的電平數Mon_now，判斷橋臂子模塊電容電壓的最大偏差ΔU：若ΔU≥ΔUref，則對橋臂進行子模塊重投操作，并對各記錄庫進行更新；若ΔU＜ΔUref，則執行步驟(4)；其中：ΔU＝Usm_max?Usm_min，ΔUref為預設的橋臂子模塊電容電壓允許偏差；(4)使當前時刻橋臂所需投入的電平數Mon_now減去上一時刻橋臂所需投入的電平數Mon_last，得到橋臂電平差Mdiff；進而對橋臂進行子模塊投切操作，并對各記錄庫進行更新。
【技術特征摘要】
1.一種混雜式MMC電容電壓的均衡控制方法，包括如下步驟: (1)對于混雜式MMC的任一橋臂，建立關于子模塊投切狀態的三個記錄庫:正投入記錄庫、負投入記錄庫和切除記錄庫；在初始時刻，對橋臂內的各子模塊進行檢測，并將輸出電平為正、負或零的子模塊對應分配至正投入記錄庫、負投入記錄庫和切除記錄庫中； (2)對于當前時刻，檢測橋臂各子模塊的電容電壓以及橋臂電流，并確定橋臂子模塊電容電壓的最大值Usm max和最小值Usm min ； (3)利用最近電平調制方法計算出當前時刻橋臂所需投入的電平數Mm_，判斷橋臂子模塊電容電壓的最大偏差AU: 若AUS AUref,則對橋臂進行子模塊重投操作，并對各記錄庫進行更新； 若AU < ΛUref，則執行步驟⑷； 其中:AU = Usm max-Usm min, AUref為預設的橋臂子模塊電容電壓允許偏差； (4)使當前時刻橋臂所需投入的電平數兄?_減去上一時刻橋臂所需投入的電平數Mmlast，得到橋臂電平差Mdiff ;進而對橋臂進行子模塊投切操作，并對各記錄庫進行更新。2.根據權利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于:對于橋臂內的任一半橋子模塊，其輸出電平為U。或O且對應正向投入狀態或切除狀態；對于橋臂內的任一全橋子模塊，其輸出電平為U。、-Uc或O且對應正向投入狀態、負向投入狀態或切除狀態；故正投入記錄庫和切除記錄庫中包含有半橋子模塊、全橋子模塊或者半橋子模塊和全橋子模塊兩種類型的子模塊，而負投入記錄庫中只包含有全橋子模塊。3.根據權利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于:所述的步驟(2)中確定橋臂子模塊電容電壓的最大值Usmmax和最小值Usm min的具體實現方法為:首先，任取橋臂中兩個子模塊進行電容電壓比較，令較大的電容電壓為Usmmax，較小的電容電壓為Usmmin ;然后，使橋臂中其他子模塊的電容電壓與Usm max和Usm min逐一進行比較，從而更新Usm max和Usm min ;直至完成所有比較后，最后使Usm _和Usm min分別作為橋臂子模塊電容電壓的最大值和最小值。4.根據權利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于:所述的步驟(3)中對橋臂進行子模塊重投操作的具體實現方法如下: 若當前時刻橋臂所需投入的電平數Mm nmt > O，且橋臂電流iam > O ;則對橋臂各子模塊按電容電壓從高到底進行排序，進而正向投入橋臂中電容電壓最低的Mm nOT個子模塊，同時切除其他子模塊； 若當前時刻橋臂所需投入的電平數Mm nmt > O，且橋臂電流iam ( O ;則對橋臂各子模塊按電容電壓從高到底進行排序，進而正向投入橋臂中電容電壓最高的Mm nOT個子模塊，同時切除其他子模塊； 若當前時刻橋臂所需投入的電平數Mm nmt ( O，且橋臂電流iam > O ;則對橋臂各全橋子模塊按電容電壓從高到底進行排序，進而負向投入橋臂中電容電壓最高的|Μ?|個全橋子模塊，同時切除其他子模塊； 若當前時刻橋臂所需投入的電平數Mm nmt ( O，且橋臂電流iam ( O ;則對橋臂各全橋子模塊按電容電壓從高到底進行排序，進而負向投入橋臂中電容電壓最低的|Μ?|個全橋子模塊，同時切除其他子模塊。5.根據權利要求1所述的均衡控制方法，其特征在于:所述的步驟(4)中對橋臂進行子模塊投切操作的具體實現方法如下:在橋臂電平差Mdiff = O情況下，不對橋臂中的子模塊進行投切操作，且使各子模塊維持上一時刻的投切狀態； 在橋臂電平差Mdiff > O情況下: 若上一時刻橋臂所需投入的電平數Mm last > O,且橋臂電流...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐政，董桓鋒，劉高任，許烽，周煜智，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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