11\; Ud、Uq分别与u*d、u*q相减，得到Urd、Urq，经dq-abc反变换可得到abcS相指令电压，作为载波 移相调制的输入信号，上述中Ud、Uq和Id、Iq分别为电网电压和电流在d轴和q轴上的分量。
[0032] 进一步地，步骤S2中，其中N个逆变器和整流器均采用PWM控制，驱动信号为50%占 空比的互补触发脉冲，并且采用有功功率均衡控制方法，通过合理设置串联谐振电路使全 控型开关器件处于零电流开关状态。
[0033] 进一步地，步骤S3中，具体控制过程如下：
[0034] 负载侧电压化k经一锁相环化L得到负载电压角频率O 1，其作为abc-dq和dq-abc变 换模块的输入，同时经abc-dq变换得到dq轴分量化d、化q，负载侧电流Iik经abc-dq变换得到 dq轴分量Iid、Iiq，逆变器输出电流Iik经abc-dq变换得到dq轴分量Iid、Iiq，上述中Iid、Iiq， Uid、化q为S相DC/AC逆变器输出电流、电压在dq旋转坐标系下的d轴分量和q轴分量，Uid、化q， Iid、Iiq为负载电压、电流在dq旋转坐标系下的d轴分量和q轴分量。
[0035] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0036] (1)在拓扑结构方面，该固态变压器的输入级采用模块化多电平变流器，通过增减 每个桥臂串联子模块的个数，灵活地调整变流器的电压适用范围，根据应用需要可W使固 态变压器运用于高电压、大功率领域。模块化多电平变流器与其它类型的多电平变流器相 比，具有主电路简单，装置损耗小，占地面积小，成本低，便于模块化设计，对于固态变压器 装置的设计、生产、维护都带来了便利；
[0037] (2)在控制方法方面，提出了一种将内模电流内环与PI电压外环结合的新型双闭 环控制方法。此控制方式可W使电流具有更快速的响应速度W及更强的抗扰动能力。同时， 该控制方法避免了两相旋转坐标系下的交叉解禪问题，在一定程度上降低了控制系统设计 的复杂程度。
【附图说明】
[0038] 图1是本发明提出的一种模块化多电平型固态变压器的结构框架图；
[0039] 图2是本发明提出的一种模块化多电平型固态变压器的拓扑结构示意图；
[0040] 图3是本发明中的模块化多电平变流器(MMC)的结构示意图；
[0041] 图4是本发明中的功率子模块的电路结构示意图；
[0042] 图5是本发明使用的DC-DC隔离器的电路结构示意图；
[0043] 图6是本发明使用的电压源型逆变器的电路结构示意图；
[0044] 图7是本发明提供的内模控制框图；
[0045] 图8是本发明提供的内模控制框图等效图；
[0046] 图9是本发明提供内模控制方法实现解禪的原理框图；
[0047] 图10是本发明提供的高压侧MMC控制原理图；
[0048] 图11是本发明提供的低压侧逆变器控制原理图；
[0049] 图12是本发明实现的IMC与PI控制MMC的电流对比图。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合附图和实施例对本发明所述的一种新型的模块化多电平型固态变压器 及其内模控制方法作进一步说明。
[0051] 请参阅图1和图2,图1为本发明提出的一种模块化多电平型固态变压器的结构框 架图，图2是本发明提出的一种模块化多电平型固态变压器的拓扑结构示意图，具体地，所 述新型的模块化多电平型固态变压器，包括模块化多电平变流器、DC-DC隔离器和DC-AC逆 变器;所述模块化多电平变流器的交流侧连接高压交流电网，直流侧连接所述DC-DC隔离器 的输入端，所述DC-AC逆变器的直流侧连接所述DC-DC隔离器的输出端，交流侧连接低压交 流电网或负载;所述模块化多电平变流器具有直流正端、直流负端和=相交流输入端。
[0052] 在本实施例中，所述电网为高压网，所述的模块化多电平变流器可与电网直接相 连，通过改变子模块的个数能灵活适应电压等级，且能有效减少谐波，提高电能质量。
[0053] 图3中示出了本发明中的模块化多电平变流器的结构框图，具体地，所述模块化多 电平变流器包括A相变流桥、B相变流桥和C相变流桥，每个变流桥的输入端分别为=相交流 输入端的一相，其中，每个变流桥包括一个正变流臂、一个负变流臂和两个滤波电抗器;每 个变流臂包括多个依次正负串联的功率子模块，即一个功率子模块的正端连接到另一个功 率子模块的负端，多个功率子模块依次连接，位于两端的功率子模块分别形成变流臂的正 端和负端。正变流臂包括编号为SMl至SMN的多个功率子模块，负变流臂也包括了编号为SMl 至SMN的多个功率子模块，即正变流臂和负变流臂中包含功率子模块的数量相等。
[0054] 每个变流桥中，正变流臂的正端连接到模块化多电平变流器的直流正端，进而连 接到DC-DC隔离器的正端，正变流臂的负端通过一个滤波电抗器与电网的一相相连;负变流 臂的负端连接到模块化多电平变流器的直流负端，进而连接到DC-DC隔离器的负端，负变流 臂的正端通过另一个滤波电抗器与电网的一相相连。
[0055] 图4是本发明中的功率子模块的电路结构示意图，每个功率子模块包括直流电容 器Cd、第一开关器件SI、第二开关器件S2、第一续流二极管VDl和第二续流二极管VD2;其中， 所述第一开关器件Sl和第二开关器件S2为全控型半导体开关器件。第一开关器件Sl的集电 极与第一续流二极管VDl的阴极相连接，第一开关器件Sl的发射极与第一续流二极管VDl的 阳极相连接;第二开关器件S2的集电极与第二续流二极管VD2的阴极相连接，第二开关器件 S2的发射极与第二续流二极管VD2的阳极相连接;直流电容器C的正端与第一开关器件Sl的 集电极相连接，直流电容器C的负端与第二开关器件S2的发射极相连接;第一开关器件Sl的 发射极作为功率子模块的正端，第二开关器件S2的发射极作为功率子模块的负端。
[0056] 图5示出了所述DC-DC隔离器的结构图，所述DC-DC隔离器具有N各结构相同的DC-DC变换单元，每个DC-DC变换单元都由一个单相全桥逆变器、一个高频变压器和一个单相全 桥整流器串联组成;DC-DC隔离器中的高频变压器实现电压等级变换和电气隔离，所述DC-DC隔离器中的单相全桥整流器采用并联输出的形式，其输入端与所述高频变压器相连，输 出的正端与所述DC-AC逆变器的正端相连，输出的负端与所述DC-AC逆变器的负端相连。
[0057] 图6给出了所述DC-AC逆变器的结构图，所述的DC-AC逆变器为电压源型的S相全 桥逆变器，其输入与上述DC-DC隔离器的输出相连，输出通过LC滤波支路直接与低压交流电 网或负载相连。
[0058] 本实施例提供的一种模块化多电平型固态变压器采用模块化多电平变流器，通过 增减每个桥臂串联子模块的个数，可W使固态变压器运用于不同电压领域。与传统固态变 压器相比，运种新型的固态变压器在高压网方面的优势是十分明显的。
[0059] 为解决传统固态变压器控制方法上dq交叉解禪的问题，简化控制器的设计，减少 计算。本实施例提供一种上述所述的模块化电平变流器的固态变压器的控制方法，即将内 模电流内环与PI电压外环结合的新型双闭环控制方法。
[0060] 内模控制（IMC)是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制方式