[0040] (1)各子模块中的直流储能电容电压Ue经电容电压排序后，得到电容电压序列及 相应的序列电压值；同时，将桥臂电压调制波Uraf与直流储能电容电压额定值U"^的比值输 入函数roundO中，经函数roundO四舍五入取整后得任意时刻该桥臂中需要导通的子模 块数。
[0041] (2)采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法，将电容电压序 列及相应的序列电压值进行电容电压幅值排序，结合桥臂电流的流向，产生需要导通的子 模块触发信号。
[0042] (3)根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通，其选通方法如 下：
[0043] 假定子模块SM的正向端为A，负向端为B。当电流由A流向B时，若需子模块SM 工作在投入状态，则不触发，电流流经二极管D1、D4 (如图5a所示）；若需子模块SM工作在 切除状态，则触发IGBT开关管T3,电流流经二极管Dl、IGBT开关管T3 (如图5b所示）。当 电流由B流向A时，若需子模块SM工作在投入状态，则触发IGBT开关管Tl、T4,电流流经 IGBT开关管Tl、T4(如图5c所示）；若需子模块SM工作在切除状态，则触发IGBT开关管 T1，电流流经二极管D3、IGBT开关管T1 (如图5d所示）。其控制策略如表1所示。
[0044] 表1不同触发信号对应的投切状态
[0045]
[0046] 由于全桥型模块化多电平换流器应用于柔性直流输电时不同于半桥型模块化多 电平换流器的是，在调制和均压作用下得到子模块触发信号后，需要通过选通IGBT来实现 子模块的投入和切除。
[0047] 上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以 有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等 同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【主权项】
1. 一种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法，其特征在于包括：启 动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法，所述启动阶段的触发方法采用借助辅助电 源的他励式启动触发方法： 所述借助辅助电源的他励式启动触发方法如下：在交流电源侧设置有第一辅助接触 器，每个电抗器两侧均并联一第二辅助接触器，并在模块化多电平换流器的两极直流母线 之间并联辅助电源，辅助电源负向端依次串联一限流电阻器和第三辅助接触器；在充电过 程中，闭合第一辅助接触器切除交流电源，通过第二辅助接触器将所有电抗器旁路掉，且只 将需要充电的电容器投入，其余的电容器均处于切除状态；当一个子模块充电完成时，将其 切除，并同时将下一个子模块投入，充电；从上往下依次为各子模块中的电容器充电； 所述稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤： (1) 各子模块中的直流储能电容电压υε经电容电压排序后，得到电容电压序列及相应 的序列电压值；同时，将桥臂电压调制波u"f与直流储能电容电压额定值u_f的比值进行四 舍五入取整后，得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数； (2) 采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法，将电容电压序列及 相应的序列电压值进行电容电压幅值排序，结合桥臂电流的流向，产生需要导通的子模块 触发信号； (3) 根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通。2. -种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法，其特征在于包括：启 动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法，所述启动阶段的触发方法采用交流自励启 动触发方法： 所述交流自励启动触发方法如下：在交流电源侧设置有串联的第一辅助接触器和第二 辅助接触器，并在第二辅助接触器两侧并联一限流电阻器；所述交流自励启动触发方法包 括以下三个阶段：电阻限流充电阶段、直接充电阶段、Boost升压阶段： 第一阶段：电阻限流充电阶段 首先，断开第二辅助接触器，闭合第一辅助接触器，通过与第一辅助接触器串联的限流 电阻器，利用交流电源对子模块电容充电；测量各桥臂的电流值，当桥臂电流为正时，将桥 臂内的η个子模块全部投入电路进行充电；当桥臂电流为负时，将桥臂内η个子模块全部切 除；全桥型模块化多电平换流器各桥臂子模块将进行交替充电，直到此阶段充电最大值； 第二阶段：直接充电阶段 当第一阶段电压达到稳定，闭合第二辅助接触器，将限流电阻器旁路，第一辅助接触器 保持闭合状态不变；此时交流电源开始直接为各桥臂子模块充电； 第三阶段：Boost升压阶段 当第二阶段电压稳定后，采用现有电压控制方法使模块化多电平换流器直流侧电压提 升至额定工作电压； 所述稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤： (1) 各子模块中的直流储能电容电压Ue经电容电压排序后，得到电容电压序列及相应 的序列电压值；同时，将桥臂电压调制波U"f与直流储能电容电压额定值U_f的比值进行四 舍五入取整后，得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数； (2) 采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法，将电容电压序列及 相应的序列电压值进行电容电压幅值排序，结合桥臂电流的流向，产生需要导通的子模块 触发信号； (3)根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通。3.如权利要求1或2所述的模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法， 其特征在于：所述步骤（3)中，子模块中IGBT管T的选通方法如下：假定子模块的正向端 为A，负向端为B，当电流由A流向B时，若需子模块工作在投入状态，则不触发，电流流经二 极管D1、D4 ;若需子模块工作在切除状态，则触发IGBT开关管T3,电流流经二极管Dl、IGBT 开关管T3 ;当电流由B流向A时，若需子模块工作在投入状态，则触发IGBT开关管Tl、T4， 电流流经IGBT开关管T1、T4 ;若需子模块SM工作在切除状态，则触发IGBT开关管T1，电流 流经二极管D3、IGBT开关管T1。
【专利摘要】本发明涉及一种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法，其包括：启动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法，启动阶段的触发方法采用借助辅助电源的他励式启动触发方法或交流自励启动触发方法；稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤：各子模块中的直流储能电容电压经电容电压排序后，得到电容电压序列及相应的序列电压值；同时，将桥臂电压调制波与直流储能电容电压额定值的比值进行四舍五入取整后，得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数；采用基于排序算法的电容电压平衡控制直接法，将电容电压序列及相应的序列电压值进行电容电压幅值排序，结合桥臂电流的流向，产生需要导通的子模块触发信号；根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管进行选通。
【IPC分类】H02M1/088, H02M1/36, H02M7/49
【公开号】CN105356731
【申请号】CN201510989531
【发明人】吴延坤, 马玉龙, 陈东, 石岩, 厉璇, 蒲莹, 卢亚军, 尹健, 张云晓, 和敬涵, 黄威博
【申请人】国家电网公司, 国网北京经济技术研究院, 北京交通大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月24日