适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块及其mmc控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块及其MMC控制方法，该子模块由六个功率开关以及四个电容组成，可分别输出4电平、0电平以及?2电平，具有较强的经济性，可在保证直流故障自清除能力的基础上为换流器提供更广泛的运行范围，尤其适用于电压等级高、输送容量大、采用架空线路传输的柔性直流输电系统。由本发明子模块构成的MMC具有直流故障自清除能力，能够快速有效地处理直流故障，减少故障对MMC以及整个交直流系统的影响。
【专利说明】
适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块及其剛C控 制方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力电子系统技术领域，具体设及一种适用于远距离大容量架空线输 电的交叉型子模块及其MMC控制方法。
【背景技术】
[0002] 基于模块化多电平换流器(modular multilevel conve;rte;r，MMC)的高压直流输 电是目前学术研究的热点。匪C拓扑采用子模块（sub module,SM)级联的方式构成，避免了 大量开关器件直接串联，不存在一致触发等问题。此外，该拓扑还具有交流电压谐波崎变率 低、易于封装维护、开关器件承受电气应力小、开关损耗低等优点。
[0003] 如何有效处理直流故障是关乎柔性直流输电技术发展的关键性技术难题。在现有 MMC-HVDC工程中，MMC多由半桥子模块化alf-bridge sub-module,皿SM)构成。虽然皿SM具 有较好的经济性，但其并不具备直流故障自清除能力。当系统发生直流短路故障时，皿SM中 的反并联二极管将为短路电流提供流通路径，因此系统无法通过闭锁换流器来切断故障电 流。由于适用于高压大功率场合的直流断路器还未达到商业化应用的水平，因此在实际工 程中直流线路只能采用故障率低，但造价昂贵的直流电缆。在远距离大容量直流输电工程 中，运种方式无疑将大幅提升工程的整体造价，影响其经济效益。
[0004] 为了有效解决上述技术问题，学界及工业界提出了多种具有直流故障自清除能力 的子模块拓扑，其中W全桥子模块（full-bridge sub-module，FBSM)和巧位双子模块 (clamp double sub-module,CDSM)最为成熟。当系统直流侧发生短路故障时，子模块将快 速闭锁。此时，桥臂将通过子模块电容建立反向电压，从而使故障电流下降至零，W达到快 速清除直流故障的目的。
[0005] 但运两种子模块的缺点在于，其设备成本和运行损耗均高于皿SM。在同等情况， FBSM需要电力电子器件数量为皿SM的两倍，其运行损耗也将增加约100% dCDSM相较于FBSM 在经济性上有较大提升，然而受限于知识产权问题，该拓扑在我国暂时无法得到商业化应 用，运大大制约了我国柔性直流输电事业的发展。此外，受限于现有制造工艺，单个子模块 的功率传输能力较小。实际工程中，为了实现较高的电压等级与传输能力，每桥臂串联的子 模块数量将达到数百个，运对系统的调制策略与控制器性能均提出了较高要求。因此，研究 一种具有较强经济性，且更适用于高压大容量输电场合的子模块拓扑具有十分重要的工程 价值和实际意义。
【发明内容】
[0006] 本发明提出了一种适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块（cross- connected sub-module, CCSM) 及其 MMC 控制方法，该子模块可分别输出 4 电平、 0 电平 W 及-2 电平，具有较强的经济性，可在保证直流故障自清除能力的基础上为换流器提供更广泛的 运行范围，尤其适用于电压等级高、输送容量大、采用架空线路传输的柔性直流输电系统。
[0007] 一种适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块，包括六个功率开关Si~Se 和四个电容Cl~C4;其中：
[0008] 电容Cl的正极端与功率开关S2的负极端相连并构成所述交叉型子模块的高压端， 电容Cl的负极端与功率开关Si的正极端相连，功率开关Si的负极端与电容C2的正极端W及 功率开关S6的负极端相连，电容C2的负极端与功率开关S2的正极端W及功率开关Ss的正极 端相连，功率开关Ss的负极端与电容C3的正极端W及功率开关S3的负极端相连，功率开关S6 的正极端与电容C3的负极端W及功率开关S4的正极端相连，功率开关S4的负极端与电容C4 的正极端相连，电容C4的负极端与功率开关S3的正极端相连并构成所述交叉型子模块的低 压端。
[0009] 所述的功率开关Si~S6均由两个IGBT管Tl~T2串联组成；其中，IGBT管Tl的发射极 作为功率开关的正极端，IGBT管Tl的集电极与IGBT管T2的发射极相连，IGBT管T2的集电极作 为功率开关的负极端，所述IGBT管Tl~T2的基极均接收来自外部控制设备提供的开关控制 信号;所述IGBT管Tl~T2均反向并联有二极管。
[0010] 所述的交叉型子模块具有=种运行模式:稳态运行模式、故障处理模式W及电容 均压模式;其中：
[0011] 稳态运行模式下交叉型子模块只输出4电平或0电平：当输出为4电平时，功率开关 Si、S4、Ss开通，功率开关S2、S3、Ss关断；当输出为0电平时，功率开关S2、S3、Ss开通，功率开关 Sl、S4、S6 关断；
[0012]故障处理模式下交叉型子模块只输出4电平或-2电平且功率开关Si~S6均关断；当 桥臂电流为正，则输出为4电平;当桥臂电流为负，则输出为-2电平；
[0013] 电容均压模式下交叉型子模块只输出0电平且通过如下两种开关控制逻辑实现： 一种方式使功率开关Sl、S3、Sf5开通，功率开关S2、S4、Ss关断；另一种方式使功率开关S2、S4、Ss 开通，功率开关Si、S3、Ss关断。
[0014] 采用上述交叉型子模块的匪C控制方法，如下：
[0015] 首先，对于MMC的任一桥臂，利用最近电平逼近调制方法确定下一时刻该桥臂所需 投入的电容数量Ne,使电容数量Nc与4相除并向下取整即得到当下一时刻所需投入的子模块 个数Nc/4;
[0016] 然后，计算桥臂每个子模块当前时刻的电容电压平均值Uave并按电容电压平均值 Uave大小对桥臂所有子模块进行排序;所述的电容电压平均值Uave即为当前时刻子模块内四 个电容的电压平均值；
[0017] 进而判断:若当前时刻桥臂电流为正，则在下一时刻对桥臂中电容电压平均值Uave 最小的Nc/4个子模块施加4电平触发信号，其余子模块施加0电平触发信号;若当前时刻桥臂 电流为负，则在下一时刻对桥臂中电容电压平均值Uave最大的化/4个子模块施加4电平触发 信号，其余子模块施加0电平触发信号。
[0018] 所述4电平触发信号对应的开关控制逻辑为:功率开关Si、S4、Ss开通，功率开关S2、 S3、S6关断;所述0电平触发信号对应有如下=套开关控制逻辑：
[001 9]模式1:功率开关S2、S3、S日开通，功率开关Sl、S4、S6关断；
[0020]模式2:功率开关Si、S3、Sf5开通，功率开关S2、S4、Ss关断；
[002。 模式3:功率开关S2、S4、Ss开通，功率开关Si、S3、Ss关断。
[0022] 对于下一时刻被施加0电平触发信号的任一子模块，计算当前时刻该子模块内电 容Cl与C3的电压差Udiff_13W及电容C2与C4的电压差Udiff_24;即Udiff_13 =化广化3，Udiff_24 = Uc2- UC4，化1~UC4对应为当前时刻该子模块内电容Cl~C4的电压值;进而判断W下四种情况：
[0023] ( 1 ) I Udiff_13 I > I Udiff_24 I且当前时刻桥臂电流为正的情况下，首先判断I Udiff_13 I > A Udiff:若是，则进一步判断Udiff_13>0;若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开 关控制逻辑；
[0024] 判断Udiff_l3>0:若是，则进一步判断|Udiff_24|>AUdiff;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式2的开关控制逻辑；
[002引判断|Udiff_24| > AUdiff:若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式1的开关控制逻辑；
[0026] 判断Udiff_24>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑； 若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑。
[0027] (2) I Udiff_13 I > I Udiff_24 I且当前时刻桥臂电流为负的情况下，首先判断I Udiff_13 I > A Udiff:若是，则进一步判断Udiff_13>0;若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开 关控制逻辑；
[0028] 判断Udiff_i3 >0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑； 若否，则进一步判断I Udiff_24 I > A Udiff;
[0029] 判断|Udiff_24| > AUdiff:若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式1的开关控制逻辑；
[0030] 判断Udiff_24>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑； 若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑。
[00川 （3) I Udiff_13 I < I Udiff_24 I且当前时刻桥臂电流为正的情况下，首先判断I Udiff_24 I > A Udiff:若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开 关控制逻辑；
[0032] 判断Udiff_24>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑； 若否，则进一步判断I Udiff_131 > A Udiff;
[0033] 判断|Udiff_i3| > AUdiff:若是，则进一步判断Udiff_i3>0;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式1的开关控制逻辑；
[0034] 判断Udiff_i3 >0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑； 若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑。
[00对 （4) I Udiff_13 I < I Udiff_24 I且当前时刻桥臂电流为负的情况下，首先判断I Udiff_24 I > A Udiff:若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开 关控制逻辑；
[0036] 判断Udiff_24>0:若是，则进一步判断|Udiff_i3| > AUdiff;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式3的开关控制逻辑；
[0037] 判断|Udiff_i3| > AUdiff:若是，则进一步判断Udiff_i3>0;若否，则在下一时刻对该 子模块采用对应模式1的开关控制逻辑；
[0038] 判断Udiff_i3 >0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑； 若否，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑。
[0039] 与现有技术相比，本发明子模块结构的有益技术效果如下：
[0040] (1)由本发明子模块构成的MMC具有直流故障自清除能力，能够快速有效地处理直 流故障，减少故障对MMCW及整个交直流系统的影响。
[0041] (2)本发明子模块CCSM与FBSM相比所需的电力电子器件数要少，运行损耗要低，经 济性更强；与CDSM相比，CCSM所需IGBT的个数稍多，但所需二极管的数量较少，运行损耗相 当；因此综合来看，CCSM具有跟CDSM相似的经济水平。
[0042] (3)本发明子模块最大能够输出四个电平，与皿SM输出1个电平和CDSM输出2个电 平相比，相同电压等级的MMC中，本发明的子模块使用数最少，能够有效降低控制硬件和控 制算法的复杂度。
【附图说明】
[0043] 图1为本发明交叉型子模块的结构示意图。
[0044] 图2(a)为本发明交叉型子模块4电平运行状态示意图。
[0045] 图2(b)为本发明交叉型子模块0电平(模式1)运行的状态示意图。
[0046] 图2(c)为本发明交叉型子模块闭锁状态下电流流向为A至B的状态示意图。
[0047] 图2(d)为本发明交叉型子模块闭锁状态下电流流向为B至A的状态示意图。
[0048] 图2(e)为本发明交叉型子模块0电平(模式2)运行的状态示意图。
[0049] 图2(f)为本发明交叉型子模块0电平(模式3)运行的状态示意图。
[0050] 图3为本发明MMC调制策略中计算所需投入电容数量的方法示意图。
[0051] 图4为本发明MMC调制策略中计算所需投入子模块数量及输出电平的流程示意图。
[0052] 图5为本发明MMC调制策略中根据子模块电容电压状态完成排序操作并产生触发 信号的流程示意图。
【具体实施方式】
[0053] 为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的技术方案 及其相关原理进行详细说明。
[0054] 如图1所示，本发明模块化多电平换流器的交叉型子模块结构，包含6个开关管Si ~S4W及4个电容器Cl~C4;其中：
[0055] 电容Cl的正极端与开关管S2的负极端相连并构成子模块结构的高压端，电容Cl的 负极端与开关管Si的正极端相连，开关管Si的负极端与电容C2的正极端W及开关管Ss的负 极端相连，电容C2的负极端与开关管S2的正极端W及开关管Ss的正极端相连;开关管Ss的负 极端与电容C3的正极端W及开关管S3的负极端相连，开关管Ss的正极端与电容C3的负极端 W及开关管S4的正极端相连，开关管S4的负极端与电容C4的正极端相连，电容C4的负极端与 开关管S3的正极端相连并构成子模块结构的低压端。
[0056] 开关管Si~S6具有相同的内部结构，包含两个IGBT管Tl和TsW及与其相并联的反 向二极管化和化。其中，IGBT管Tl的发射极作为开关管的1号端，IGBT管Tl的集电极与IGBT管 T2的发射极相连，IGBT管T2的集电极作为开关管的2号端。
[0057] 正常运行时，子模块共有4种稳态运行状态W及巧巾闭锁运行状态，如表1所示：
[0化引 表1
[0化9]
[0060]
[0061] 本发明交叉型子模块包含W下运行模式：
[0062] 1.稳态运行模式：
[0063] 稳态运行模式为子模块的基本运行方式;在此模式下，子模块只输出4电平或0电 平(模式1)。
[0064] 如图2 (a)所示，当子模块输出状态为4电平时:Si、S4、Ss开通，S2、S3、Ss关断，电流将 流经Cl、Si、C2、Ss、C3、S拟及C4，此时子模块内4个电容将全部投入，子模块端口电压为4Uc。 [00化]如图2(b)所示，当子模块输出状态为0电平(模式1)时：S2、S3、S日开通，Si、S4、S6关 断，电流将流经S2、Ss W及S3，此时子模块投入电容个数为0，子模块端口电压为0。
[0066] 在此种运行方式下，每1个CCSM提供电压的能力与4个皿SM相当，因此可看作4个同 开同断的皿SM的组合。4个皿SM可提供0、化、2化、3化、4化五种电平，而CCSM只可提供0、4Uc两 种电平。在子模块数量较少的场合，其输出电压总谐波崎变率T皿较高。因此，该子模块的适 用场合为子模块数量较多的高压大容量柔性直流输电工程。
[0067] 在4电平+0电平(模式1)的运行方式下，子模块内4个电容将同时投入或切除，流经 各电容的电流在任意时刻均保持相等。因此，在电容量相差不大的情况下，可通过增加均压 电阻等方式近似保证每个电容的电压值一致，无需引入额外的电容电压均衡策略。
[0068] 2.故障处理模式：
[0069] 直流侧发生短路故障后，换流器桥臂电流将迅速增加。当桥臂电流超过子模块安 全阔值(如稳态运行电流的两倍)后，子模块将立即闭锁。闭锁状态下子模块的等值电路与 电流方向密切相关。此模式下，所有IGBT全部关断。当电流为正时，如图2(c)所示，子模块端 口电压为4化;当电流为负时，如图2(d)所示，子模块端口电压为-2Uc。
[0070] 需要注意的是，当子模块运行在图2(d)所示方式时，4个电容中只有C2、C3投入电 路，一方面吸纳直流网络能量，另一方面产生反向电势，阻隔交流系统向故障点能量的馈 入。一般情况下，C2、C3的电容电压将有所上升，而Cl、C4的电容电压保持不变。因此，为了保 证子模块内4个电容电压大致均衡，应在解除闭锁状态后采用相应的电容电压平衡策略，W 防止产生器件过压等问题，影响子模块的使用寿命。
[0071] 3.电容均压模式：
[0072] 当直流故障发生、子模块闭锁后，子模块内C2、C3的电容电压将发生改变。此时可通 过对子模块施加0电平(模式2或模式3)的方式，使4个电容的电压重新恢复均衡。
[0073] 如图2(e)所示，0电平(模式2)中，Si、S3、S6开通，S2、S4、Ss关断；如图2(f)所示，0电 平(模式3)中，S2、S4、Sf5开通，Si、S3、Ss关断。与模式1下的0电平不同，模式2或模式3下的0电 平的实现原理不是旁路所有电容，而是投入一对电压反向的电容，O电平(模式2)中为Ci、C3， O电平(模式3)中为C2、C4，W此来分别平衡Cl、C3W及C2、C4间的电容电压。
[0074] 若子模块经过闭锁操作后，C2、C3的电容电压同时变为化'，Cl、C4的电容电压保持化 不变。为了平衡运4个电容之间的电压，可先使子模块运行在0电平(模式2)下，若Ci、C3的电 容值近似相等，贝化i、C3的电容电压将变为化c'+Uc)/2;接着，使子模块运行在0电平(模式3) 下，则C2、C4的电容电压亦将变为化c'+Uc)/2。此时，子模块内四个电容的电压将重新恢复相 等。
[0075] 此外，可人为设定子模块电容电压平衡阔值A Udiff。若Cl、C3或〔2、C4间的电压偏差 较小，没有超过阔值，则子模块无需进行均压操作，W降低控制策略的复杂程度。
[0076] 基于W上运行模式的子模块调制策略如下：
[0077] (1)计算所需投入电容的数量。
[0078] 此步骤与传统策略一致，如图3所示，首先计算出桥臂电压参考值Uarm_ref，之后与 电容电压参考值化_ref相除，即可得出该时刻桥臂需投入的电容数量Nc。
[0079] (2)计算所需投入子模块数量及输出电平状态。
[0080] 在稳态运行模式下，子模块只输出4电平W及0电平，因此其计算方式较为简单。只 需用所需投入电容数量Nc与4相除并取整，即可得到4电平投入数量N4。
[0081] (3)根据子模块电容电压状态完成排序操作，并产生触发信号。
[0082] 此步骤的主要目的为:首先保证各子模块间电容能量总和大致均等，其次促进子 模块内各电容能量大致均等。
[0083] 对于第一个目的，其主要实现手段为控制其是否投入。若子模块输出状态为4电 平，则子模块内4个电容都将根据电流方向的不同进行充电或放电；若子模块输出状态为0 电平，则子模块内4个电容能量总和不变。在投切操作时，首先求出每个子模块内4个电容电 压的平均值Uave,并对各个子模块的Uave进行排序。假设某一时刻所需的4电平投入数为N4， 若桥臂电流为正，则应按照Uave从低到高的顺序，对前N4个子模块施加4电平触发信号，对其 余子模块施加0电平触发信号。反之，若桥臂电流为负，则应按照Uave从高到低的顺序，对前 N4个子模块施加4电平触发信号，对其余子模块施加0电平触发信号;具体流程如图4所示。
[0084] 对于第二点目的，其主要实现手段为控制其0电平的输出模式。定义Cl与C3之间电 压差为Udiff_13，C2与C4之间电压差为Udiff_24。假设Udiff_13的绝对值大于Udiff_24的绝对值，且超 过了人为设定的电压平衡阔值A Udiff,则应首先考虑Cl与C3之间的平衡。若桥臂电流为正， 则首先考察Udiff_i3是否大于0,若Cl的电压小于C3的电压，则子模块输出状态应为0电平(模 式2)。反之，若Cl的电压大于C3的电压，贝怀应考虑0电平(模式2)，否则Cl将充电、C3将放电， 电容之间的电压差将继续增大。此时考察Udiff_24的大小，若C2的电压大于C4的电压，且超过 了人为设定的电压平衡阔值A Udiff,则子模块输出状态应为0电平(模式3);否则，子模块输 出状态应为0电平(模式1)。具体流程如图5所示。
[0085] 上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可W容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的 一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例， 本领域技术人员根据本发明的掲示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种适用于远距离大容量架空线输电的交叉型子模块，其特征在于:包括六个功率 开关Si-Ss和四个电容&~〇4;其中： 电容Ci的正极端与功率开关S2的负极端相连并构成所述交叉型子模块的高压端，电容 Ci的负极端与功率开关Si的正极端相连，功率开关Si的负极端与电容(：2的正极端以及功率 开关s 6的负极端相连，电容C2的负极端与功率开关S2的正极端以及功率开*S5的正极端相 连，功率开关&的负极端与电容C 3的正极端以及功率开关&的负极端相连，功率开关S6的正 极端与电容c3的负极端以及功率开关S 4的正极端相连，功率开关S4的负极端与电容C4的正 极端相连，电容C 4的负极端与功率开关&的正极端相连并构成所述交叉型子模块的低压端。2. 根据权利要求1所述的交叉型子模块，其特征在于:所述的功率开关S:\S6均由两个 1681'管1'1~1' 2串联组成；其中，1681'管1'1的发射极作为功率开关的正极端，1681'管1'1的集电 极与IGBT管1~ 2的发射极相连，1681'管1'2的集电极作为功率开关的负极端，所述IGBT管 的基极均接收来自外部控制设备提供的开关控制信号;所述IGBT管^~^均反向并联有二 极管。3. 根据权利要求1所述的交叉型子模块，其特征在于:所述的交叉型子模块具有三种运 行模式:稳态运行模式、故障处理模式以及电容均压模式;其中： 稳态运行模式下交叉型子模块只输出4电平或0电平：当输出为4电平时，功率开关Si、 S4、S5开通，功率开关S2、S3、S6关断；当输出为0电平时，功率开关S2、S3、S5开通，功率开关Si、 S4、S6关断； 故障处理模式下交叉型子模块只输出4电平或-2电平且功率开关S:\S6均关断；当桥臂 电流为正，则输出为4电平;当桥臂电流为负，则输出为-2电平； 电容均压模式下交叉型子模块只输出0电平且通过如下两种开关控制逻辑实现:一种 方式使功率开关Sl、S3、S6开通，功率开关S2、S4、S5关断；另一种方式使功率开关S2、S4、S6开 通，功率开关Si、S3、S5关断。4. 一种采用如权利要求1所述交叉型子模块的MMC控制方法，其特征在于： 首先，对于MMC的任一桥臂，利用最近电平逼近调制方法确定下一时刻该桥臂所需投入 的电容数量NC，使电容数量NC与4相除并向下取整即得到当下一时刻所需投入的子模块个数 Nc/4; 然后，计算桥臂每个子模块当前时刻的电容电压平均值并按电容电压平均值1]_大 小对桥臂所有子模块进行排序;所述的电容电压平均值即为当前时刻子模块内四个电 容的电压平均值； 进而判断:若当前时刻桥臂电流为正，则在下一时刻对桥臂中电容电压平均值最小 的Nc/4个子模块施加4电平触发信号，其余子模块施加0电平触发信号;若当前时刻桥臂电流 为负，则在下一时刻对桥臂中电容电压平均值u ave3最大的Nc/4个子模块施加4电平触发信号， 其余子模块施加〇电平触发信号。5. 根据权利要求4所述的MMC控制方法，其特征在于:所述4电平触发信号对应的开关控 制逻辑为:功率开关Si、S4、S 5开通，功率开关S2、S3、S6关断;所述0电平触发信号对应有如下 三套开关控制逻辑： 模式1 :功率开关S2、S3、S5开通，功率开关Sl、S4、S6关断； 模式2 :功率开关Si、S3、S6开通，功率开关S2、S4、S5关断； 模式3 :功率开关S2、S4、S6开通，功率开关Si、S3、S5关断。6.根据权利要求5所述的丽C控制方法，其特征在于:对于下一时刻被施加0电平触发信 号的任一子模块，计算当前时刻该子模块内电容Cl与C3的电压差Udiff_13以及电容C2与C4的电 压差Udif f-24 ; BP Udif f-13 = Uci~Uc3，Udif f-24 = Uc2~Uc4，Uci ~UC4对应为当前时亥[|i亥子模块内电容 &~(：4的电压值;进而判断以下四种情况： a) I Udiff_131彡|UdiffjM|且当前时刻桥臂电流为正的情况下，首先判断| Udiff_131 > A Udiff:若是，贝进一步判断Udiff_i3>0;若否，贝在下一时刻对该子模块米用对应模式1的开关 控制逻辑； 判断Udiff_i3>0:若是，贝lj进一步判断| Udiff_24 | > Δ Udiff;若否，贝lj在下一时刻对该子模 块采用对应模式2的开关控制逻辑； 判断| Udiff_24 I > Δ Udiff :若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该子模 块采用对应模式1的开关控制逻辑； 判断Udlff_24>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑;若否， 则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑； ⑵|Udiff_13|彡|Udiff_24|且当前时刻桥臂电流为负的情况下，首先判断|Udi ff_13| > A Udiff:若是，贝lj进一步判断Udiff _13>0;若否，贝lj在下一时刻对该子模块米用对应模式1的开关 控制逻辑； 判断Udlff_13>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑;若否， 则进一步判断 | Udiff_24 I > Δ Udiff; 判断I Udiff_24 I > Δ Udiff :若是，则进一步判断Udiff_24>0;若否，则在下一时刻对该子模 块采用对应模式1的开关控制逻辑； 判断Udlff_24> 0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑;若否， 则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑； (3) |Udiff_13| < |Udiff_24|且当前时刻桥臂电流为正的情况下，首先判断|Udiff_ 24| > A Udiff:若是，贝lj进一步判断Udiff _24>0;若否，贝lj在下一时刻对该子模块米用对应模式1的开关 控制逻辑； 判断Udlff_24>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式3的开关控制逻辑;若否， 则进一步判断 | Udiff_i31 > Δ Udiff; 判断I Udiff_i31 > Δ Udiff:若是，贝lj进一步判断Udiff_i3>0;若否，贝lj在下一时刻对该子模 块采用对应模式1的开关控制逻辑； 判断Udlff_13>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑;若否， 则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑； (4) |Udiff_13| < |Udiff_24|且当前时刻桥臂电流为负的情况下，首先判断|Udiff_24| > Δ Udiff:若是，贝lj进一步判断Udiff _24>0;若否，贝lj在下一时刻对该子模块米用对应模式1的开关 控制逻辑； 判断Udiff_24>0 :若是，则进一步判断I Udiff_13 I > Δ Udiff;若否，则在下一时刻对该子模 块采用对应模式3的开关控制逻辑； 判断| Udiff_i31 > Δ Udiff:若是，贝lj进一步判断Udiff_i3>0;若否，贝lj在下一时刻对该子模 块采用对应模式1的开关控制逻辑； 判断Udlff_13>0:若是，则在下一时刻对该子模块采用对应模式2的开关控制逻辑;若否， 则在下一时刻对该子模块采用对应模式1的开关控制逻辑。
【文档编号】H02M7/483GK105978375SQ201610463228
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】徐政, 刘高任, 张哲任, 肖亮
【申请人】浙江大学