基于等式约束的辅助电容分布式全桥mmc自均压拓扑的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑。全桥MMC自均压拓扑，由全桥MMC模型和自均压辅助回路联合构建。全桥MMC模型与自均压辅助回路通过辅助回路中的6N个IGBT模块发生电气联系，IGBT模块触发，两者构成基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑；IGBT模块闭锁，拓扑等效为全桥MMC拓扑。该全桥MMC自均压拓扑，可以箝位直流侧故障，同时不依赖于专门的均压控制，能够在完成交直流能量转换的基础上，自发地实现子模块电容电压的均衡，同时能相应降低子模块触发频率和电容容值，实现全桥MMC的基频调制。
【专利说明】
基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑
技术领域
[0001] 本实用新型涉及柔性输电领域，具体涉及一种基于等式约束的辅助电容分布式全 桥MMC自均压拓扑。
【背景技术】
[0002] 模块化多电平换流器MMC是未来直流输电技术的发展方向，MMC采用子模块(Sub-module，SM)级联的方式构造换流阀，避免了大量器件的直接串联，降低了对器件一致性的 要求，同时便于扩容及冗余配置。随着电平数的升高，输出波形接近正弦，能有效避开低电 平VSC-HVDC的缺陷。
[0003 ]全桥MMC由全桥子模块组合而成，全桥子模块由四个IGBT模块，1个子模块电容及1 个机械开关构成，运行灵活，具有直流故障箝位能力。
[0004] 与两电平、三电平VSC不同，全桥MMC的直流侧电压并非由一个大电容支撑，而是由 一系列相互独立的悬浮子模块电容串联支撑。为了保证交流侧电压输出的波形质量和保证 模块中各功率半导体器件承受相同的应力，也为了更好的支撑直流电压，减小相间环流，必 须保证子模块电容电压在桥臂功率的周期性流动中处在动态稳定的状态。
[0005] 基于电容电压排序的排序均压算法是目前解决全桥MMC中子模块电容电压均衡问 题的主流思路。但是，排序功能的实现必须依赖电容电压的毫秒级采样，需要大量的传感器 以及光纤通道加以配合;其次，当子模块数目增加时，电容电压排序的运算量迅速增大，为 控制器的硬件设计带来巨大挑战;此外，排序均压算法的实现对子模块的开断频率有很高 的要求，开断频率与均压效果紧密相关，在实践过程中，可能因为均压效果的限制，不得不 提高子模块的触发频率，进而带来换流器损耗的增加。
[0006] 文献"A DC-Link Voltage Self-Balance Method for a Diode-Clamped Modular Multilevel Converter With Minimum Number of Voltage Sensors"，提出了一 种依靠钳位二极管和变压器来实现MMC子模块电容电压均衡的思路。但该方案在设计上一 定程度破坏了子模块的模块化特性，子模块电容能量交换通道也局限在相内，没能充分利 用MMC的既有结构，三个变压器的引入在使控制策略复杂化的同时也会带来较大的改造成 本。 【实用新型内容】
[0007] 针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种经济的，模块化的，不依赖均压算 法，同时能相应降低子模块触发频率和电容容值且具有直流故障箝位能力的全桥MMC自均 压拓扑。
[0008] 本实用新型具体的构成方式如下。
[0009] 基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，包括由A、B、C三相构成的全 桥MMC模型，A、B、C三相每个桥臂分别由N个全桥子模块及1个桥臂电抗器串联而成;包括由 6N个IGBT模块，6N+7个箝位二极管，4个辅助电容，4个辅助IGBT模块组成的自均压辅助回 路。
[0010] 上述基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，全桥MMC模型中，A相上 桥臂的第1个子模块，其一个IGBT模块中点向上与直流母线正极相连接，另一个IGBT模块中 点向下与A相上桥臂的第2个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相上桥臂的第i个子模块， 其中i的取值为2~N-I，其一个IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第i-Ι个子模块一个IGBT 模块中点相连，另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第i+Ι个子模块一个IGBT模块中点 相连;A相上桥臂的第N个子模块，其一个IGBT模块中点向下经两个桥臂电抗器与A相下桥臂 的第1个子模块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向上与A相上桥臂的第N-I 个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第i个子模块，其中i的取值为2~N-I，其 一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第i-Ι个子模块一个IGBT模块中点相连，另一个IGBT 模块中点向下与A相下桥臂的第i+Ι个子模块一个IGBT模块中点相连;A相下桥臂的第N个子 模块，其一个IGBT模块中点向下与直流母线负极相连接，另一个IGBT模块中点向上与A相下 桥臂的第N-I个子模块两个IGBT模块中点相连接。B相和C相上下桥臂子模块的连接方式与A 相一致。
[0011] 上述基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，自均压辅助回路中，第 一个辅助电容正极连接辅助IGBT模块，负极连接箝位二极管并入直流母线正极;第二个辅 助电容负极连接辅助IGBT模块，正极连接箝位二极管并入直流母线负极;第三个个辅助电 容正极连接辅助IGBT模块，负极连接箝位二极管并入直流母线正极;第四个辅助电容负极 连接辅助IGBT模块，正极连接箝位二极管并入直流母线负极。箝位二极管，通过IGBT模块连 接A相上桥臂中第1个子模块电容与辅助电容正极;通过IGBT模块连接A相上桥臂中第i个子 模块电容与第i+Ι个子模块电容正极，其中i的取值为1~N-I;通过IGBT模块连接A相上桥臂 中第N个子模块电容与A相下桥臂第1个子模块电容正极;通过IGBT模块连接A相下桥臂中第 i个子模块电容与A相下桥臂第i + Ι个子模块电容正极，其中i的取值为2~N-I;通过IGBT模 块连接A相下桥臂中第N个子模块电容与第二个辅助电容正极。箝位二极管，通过IGBT模块 连接B相上桥臂中第1个子模块电容与第一个辅助电容负极;通过IGBT模块连接B相上桥臂 中第i个子模块电容与第i+Ι个子模块电容负极，其中i的取值为1~N-I;通过IGBT模块连接 B相上桥臂中第N个子模块电容与B相下桥臂第1个子模块电容负极;通过IGBT模块连接B相 下桥臂中第i个子模块电容与B相下桥臂第i+Ι个子模块电容负极，其中i的取值为2~N-I; 通过IGBT模块连接B相下桥臂中第N个子模块电容与第二个辅助电容负极。C相上下桥臂中 子模块间箝位二极管的连接方式与A相一致时，第三个辅助电容正极经IGBT模块、箝位二极 管连接C相上桥臂第一个子模块电容正极，第三个辅助电容负极经IGBT模块、箝位二极管连 接B相上桥臂第一个子模块电容负极，第四个辅助电容正极经IGBT模块、箝位二极管连接C 相下桥臂第N个子模块电容正极，第四个辅助电容负极经IGBT模块、箝位二极管连接B相下 桥臂第N个子模块电容负极；C相上下桥臂中子模块间箝位二极管的连接方式与B相一致 时，第三个辅助电容负极经IGBT模块、箝位二极管连接C相上桥臂第一个子模块电容负极， 第三个辅助电容正极经IGBT模块、箝位二极管连接A相上桥臂第一个子模块电容正极，第四 个辅助电容负极经IGBT模块、箝位二极管连接C相下桥臂第N个子模块电容负极，第四个辅 助电容正极经IGBT模块、箝位二极管连接A相下桥臂第N个子模块电容正极。
【附图说明】
[0012] 图1是全桥子模块的结构示意图；
[0013] 图2是基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑。
【具体实施方式】
[0014] 为进一步阐述本实用新型的性能与工作原理，以下结合附图对对实用新型的构成 方式与工作原理进行具体说明。但基于该原理的全桥MMC自均压拓扑不限于图2。
[0015] 参考图2,基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，包括由A、B、C三相 构成的全桥MMC模型，A、B、C三相每个桥臂分别由N个全桥子模块及1个桥臂电抗器串联而 成，包括由6N个IGBT模块，6N+7个箝位二极管，4个辅助电容，4个辅助IGBT模块组成的自均 压辅助回路。
[0016] 全桥MMC模型中，A相上桥臂的第1个子模块，其一个IGBT模块中点向上与直流母线 正极相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第2个子模块一个IGBT模块中点相连 接;A相上桥臂的第i个子模块，其中i的取值为2~N-I，其一个IGBT模块中点向上与A相上桥 臂的第i-Ι个子模块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第 i+Ι个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相上桥臂的第N个子模块，其一个IGBT模块中点向 上与A相上桥臂的第N-I个子模块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下经两 个桥臂电抗器Lo与A相下桥臂的第1个全桥子模块一个IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的 第i个子模块，其中i的取值为2~N-I，其一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第i-Ι个子模 块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相下桥臂的第i+Ι个子模块一个 IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第N个子模块，其一个IGBT模块中点向下与直流母线负 极相连接，另一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第N-I个子模块一个IGBT模块中点相连 接。B相和C相上下桥臂子模块的连接方式与A相一致。
[0017]自均压辅助回路中，辅助电容C1正极连接辅助IGBT模块T1，负极连接箝位二极管并 入直流母线正极;辅助电容&负极连接辅助IGBT模块T2，正极连接箝位二极管并入直流母线 负极;辅助电容C 3正极连接辅助IGBT模块T3，负极连接箝位二极管并入直流母线正极，辅助 电容C4负极连接辅助IGBT模块T 4,正极连接箝位二极管并入直流母线负极。箝位二极管，通 过IGBT模块Tauj连接A相上桥臂中第1个子模块电容C- au-j与辅助电容C1正极;通过IGBT模块 Tau_i、Tau_i+1连接A相上桥臂中第i个子模块电容C- au-_i与第i+Ι个子模块电容C-au-_i+1正极，其 中i的取值为1~N-1;通过IGBT模块T au_N、Taij连接A相上桥臂中第N个子模块电容C-au-_ N与A 相下桥臂第1个子模块电容C-al-_l正极;通过IGBT模块Tal_i、Tal_i+l连接A相下桥臂中第i个子 模块电容C- ai-_i与A相下桥臂第i+Ι个子模块电容C-ai-_i+i正极，其中i的取值为1~N-I;通过 IGBT模块Tal_N连接A相下桥臂中第N个子模块电容C_al_N与辅助电容C2正极。箝位二极管，通 过IGBT模块T biu连接B相上桥臂中第1个子模块电容C-bu-j与辅助电容C1、辅助电容C 3负极； 通过IGBT模块Tbu_i、Tbu_i+1连接B相上桥臂中第i个子模块电容C- bu-_i与第i+Ι个子模块电容 Ciu-少!负极，其中i的取值为1~N-I;通过IGBT模块Tbu_N、Tbij连接B相上桥臂中第N个子模 块电容C_ bu-_N与B相下桥臂第1个子模块电容C-bi-j负极;通过IGBT模块Tbi_i、T bi_i+1连接B相 下桥臂中第i个子模块电容C-bi-_i与B相下桥臂第i+Ι个子模块电容C-bi-_i+i负极，其中i的取 值为1~N-I;通过IGBT模块Tbi_N连接B相下桥臂中第N个子模块电容C-bi-_N与辅助电容C2、辅 助电容C4负极。C相上下桥臂子模块间箝位二极管的连接关系与A相一致;C相上桥臂第一个 子模块电容C cu--J正极经IGBT模块Tcuj及箝位二极管连接到辅助电容C3正极;C相下桥臂第 N个子模块电容Cc--Ij正极经IGBT模块Tci_N及箝位二极管连接到辅助电容C 4正极。
[0018] 正常情况下，自均压辅助回路中6N个IGBT模块Tau_i、Tai_i、Tbu_i、Tbi_i、T cu_i、Tci_i常 闭，其中i的取值为I~N，A相上桥臂第一个子模块电容Cauj旁路时，此时辅助IGBT模块1^断 开，子模块电容C au_i与辅助电容Ci通过箝位二极管并联;A相上桥臂第i个子模块电容Cau_iS 路时，其中i的取值为2~N，子模块电容Cau_i与子模块电容Cau_i-^过箝位二极管并联;A相 下桥臂第一个子模块电容Cal_l旁路时，子模块电容Cal_l通过箝位二极管、两个桥臂电抗器L〇 与子模块电容C au_N并联;A相下桥臂第i个子模块电容Cai_i旁路时，其中i的取值为2~N，子模 块电容C ai_i与子模块电容(^+^通过箝位二极管并联;辅助IGBT模块T2闭合时，辅助电容C2 通过箝位二极管与子模块电容Cal_N并联。
[0019] 正常情况下，自均压辅助回路中6N个IGBT模块Tau_i、Tai_i、T bu_i、Tbi_i、Tcu_i、Tci_i常 闭，其中i的取值为I~N，辅助IGBT模块T 1闭合时，辅助电容C1与子模块电容Cbuj通过箝位二 极管并联;B相上桥臂第i个子模块电容C bu_i旁路时，其中i的取值为1~N-I，子模块电容Cbiui 与子模块电容Cbu_i+i通过箝位二极管并联;B相上桥臂第N个子模块电容Cbu_N旁路时，子模块 电容Cbu_N通过箝位二极管、两个桥臂电抗器Lo与子模块电容Cbi_i并联;B相下桥臂第i个子模 块电容Cbi_i旁路时，其中i的取值为1~N-I，子模块电容Cbi_i与子模块电容Cbi_i+i通过箝位二 极管并联;B相下桥臂第N个子模块电容Cbl_N旁路时，子模块电容Cbl_N与辅助电容C2通过箝位 二极管并联。其中辅助IGBT模块T 1的触发信号与A相上桥臂第一个子模块触发信号一致;辅 助IGBT模块T2的触发信号与B相下桥臂第N个子模块的触发信号一致。
[0020] 在直交流能量转换的过程中，各个子模块交替投入、旁路，辅助IGBT模块ThT2交替 闭合、关断，A、B相上下桥臂间电容电压在箝位二极管的作用下，满足下列约束： Γ/d ^cau i ?·?
[0021] ' - - -. - ^ Uoaj ^ Uckijj^ Uci
[0022] 由此可知，全桥MMC在完成直交流能量转换的动态过程中，满足下面的约束条件：
[0023] 1?-- J ：^ i；;： ' '~?：~s：
[0024] 同理C、B相间的约束条件为： TJa >'' ^rCcuJ - · Sis UccuJ： --" ^；OcS_2 ： · Ua-IJC;：··-
[0025] ^ _ .…_ > ~ Oa -? C/cw_i''' LiCW1J ^ca
[0026] 由此可知，
[0027] ?
[0028] 由上述具体说明可知，该全桥MMC拓扑具备子模块电容电压自均衡能力。
[0029]最后应当说明的是:所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得 的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
【主权项】
1. 基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，其特征在于:包括由A、B、C三 相构成的全桥MMC模型，A、B、C三相每个桥臂分别由N个全桥子模块及1个桥臂电抗器串联而 成;包括由6N个IGBT模块，6N+7个箝位二极管，4个辅助电容C!、C 2、C3、C4，4个辅助IGBT模块 Τ!、T2、T3、T4构成的自均压辅助回路。2. 根据权利1所述的基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，其特征在 于:全桥MMC模型中，Α相上桥臂的第1个子模块，其一个IGBT模块中点向上与直流母线正极 相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第2个子模块一个IGBT模块中点相连接;A 相上桥臂的第i个子模块，其中i的取值为2~N-1，其一个IGBT模块中点向上与A相上桥臂的 第i-Ι个子模块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相上桥臂的第i+1 个子模块一个IGBT模块中点相连接;A相上桥臂的第N个子模块，其一个IGBT模块中点向上 与A相上桥臂的第N-1个子模块一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下经两个 桥臂电抗器Lo与A相下桥臂的第1个全桥子模块一个IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第i 个子模块，其中i的取值为2~N-1，其一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第i-1个子模块 一个IGBT模块中点相连接，另一个IGBT模块中点向下与A相下桥臂的第i + Ι个子模块一个 IGBT模块中点相连接;A相下桥臂的第N个子模块，其一个IGBT模块中点向下与直流母线负 极相连接，另一个IGBT模块中点向上与A相下桥臂的第N-1个子模块一个IGBT模块中点相连 接;B相和C相上下桥臂子模块的连接方式与A相一致;在A、B、C相上下桥臂的第i个子模块的 上下输出线之间分别并联有机械开关K au_i，Kai_i，Kbu_i，Kbi_i，K?_i，Kcd_i，其中i的取值为1~N; 上述连接关系构成的A、B、C三相地位一致，三相轮换对称之后的其他拓扑在权利范围内。3. 根据权利1所述的基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，其特征在 于：自均压辅助回路中，辅助电容&正极连接辅助IGBT模块Ti，负极连接箝位二极管并入直 流母线正极;辅助电容(： 2负极连接辅助IGBT模块T2,正极连接箝位二极管并入直流母线负 极;辅助电容C3正极连接辅助IGBT模块Τ 3，负极连接箝位二极管并入直流母线正极，辅助电 容C4负极连接辅助IGBT模块Τ4，正极连接箝位二极管并入直流母线负极;箝位二极管，通过 IGBT模块TauJ连接Α相上桥臂中第1个子模块电容C-au-j与辅助电容Q正极;通过IGBT模块 Tau_i、Tau_i+1连接A相上桥臂中第i个子模块电容C- au-_i与第i+Ι个子模块电容C-au-_i+1正极，其 中i的取值为1~N-1;通过IGBT模块T au_N、Taij连接A相上桥臂中第N个子模块电容C-au-_ N与A 相下桥臂第1个子模块电容C-al-_l正极;通过IGBT模块Tal_i、Tal_i+l连接A相下桥臂中第i个子 模块电容C-ai-_i与A相下桥臂第i+Ι个子模块电容C- ai-_i+i正极，其中i的取值为1~N-1;通过 IGBT模块Tal_N连接A相下桥臂中第N个子模块电容C-al_N与辅助电容C2正极;箝位二极管，通 过IGBT模块T buJ连接B相上桥臂中第1个子模块电容C-bu-j与辅助电容α负极;通过IGBT模块 Tbu_i、Tbu_i+1连接B相上桥臂中第i个子模块电容C- bu-_i与第i+Ι个子模块电容C-bu-_i+1负极，其 中i的取值为1~N-1;通过IGBT模块T bu_N、Tbij连接B相上桥臂中第N个子模块电容C-bu_ N与B 相下桥臂第1个子模块电容C_bi-_i负极;通过IGBT模块Tbi_i、Tbi_i+i连接B相下桥臂中第i个子 模块电容C_bi-_i与B相下桥臂第i+Ι个子模块电容C-bi-_i+i负极，其中i的取值为1~N-1;通过 IGBT模块Tbi_N连接B相下桥臂中第N个子模块电容C-bi-_ N与辅助电容C2负极;C相上下桥臂中 子模块间钳位二极管的连接方式与A相一致时，辅助电容C 3正极经IGBT模块TcuJ、钳位二极 管连接C相上桥臂第一个子模块电容CcuJ正极，辅助电容C 3负极经IGBT模块TbuJ、钳位二极 管连接B相上桥臂第一个子模块电容CbuJ负极，辅助电容C4正极经IGBT模块T ci_N、钳位二极 管连接C相下桥臂第N个子模块电容Ccl_N正极，辅助电容C4负极经IGBT模块T bl_N、钳位二极管 连接B相下桥臂第N个子模块电容Cbl_N负极;C相上下桥臂中子模块间钳位二极管的连接方 式与B相一致时，辅助电容C 3负极经IGBT模块T?」、钳位二极管连接C相上桥臂第一个子模块 电容CcuJ负极，辅助电容C 3正极经IGBT模块TauJ、钳位二极管连接A相上桥臂第一个子模块 电容CauJ正极，辅助电容C4负极经IGBT模块T ci_N、钳位二极管连接C相下桥臂第N个子模块电 容Cci_N负极，辅助电容C4正极经IGBT模块T ai_N、钳位二极管连接A相下桥臂第N个子模块电容 Cai_N正极;上述A、B、C三相中 6N 个 IGBT模块Tau_i、Tai_i、Tbu_i、Tbi_i、T cu_i、Tci_i，其中 i 的取值为 1~N，6N+7个箝位二极管，4个辅助电容(：1、&、(：3、〇4及4个辅助1681'模块1' 1、1'2、1'3、了4，共同构 成自均压辅助回路。4.根据权利1所述的基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，其特征在 于:正常情况时，自均压辅助回路中6N个IGBT模块Tau_i、Tai_i、Tbu_i、Tbi_i、T cu_i、Tci_i常闭，故 障情况时，6N个IGBT模块Tau_i、T ai_i、Tbu_i、Tbi_i、Tcu_i、Tci_i断开，其中i的取值为1~N;正常情 况下，A相上桥臂第一个子模块电容C- au-_i旁路时，此时辅助IGBT模块Τι断开，子模块电容 C-au-J与辅助电容&通过箝位二极管并联;Α相上桥臂第i个子模块电容C_au-_i旁路时，其中i 的取值为2~N，子模块电容C-au-_i与子模块电容C-au-_i-i通过箝位二极管并联;A相下桥臂第 一个子模块电容C-al_l旁路时，子模块电容C_al-_1通过箝位二极管、两个桥臂电抗器L〇与子 模块电容C- au-_N并联;A相下桥臂第i个子模块电容C-ai_i旁路时，其中i的取值为2~N，子模 块电容C- al-_i与子模块电容C-ai_i-:通过箝位二极管并联;辅助IGBT模块T2闭合时，辅助电容 C2通过箝位二极管与子模块电容C_al_N并联;辅助IGBT模块Τι闭合时，辅助电容Cl与子模块 电容C-bu-^通过箝位二极管并联;B相上桥臂第i个子模块电容C- bu-_i旁路时，其中i的取值为 1~N-1，子模块电容C_bu-_i与子模块电容C-bu-_i+i通过箝位二极管并联;B相上桥臂第N个子 模块电容C-bu_N旁路时，子模块电容C-bu-_N通过箝位二极管、两个桥臂电抗器L〇与子模块电容 C-bi-_i并联;B相下桥臂第i个子模块电容C-bi_i旁路时，其中i的取值为1~N-1，子模块电容 C_bi-_i与子模块电容C_bi_i+i通过箝位二极管并联;B相下桥臂N个子模块电容C_bi_N旁路时， 子模块电容C- b匕n与辅助电容C-2通过箝位二极管并联;其中辅助IGBT模块h的触发信号与 A相上桥臂第一个子模块触发信号一致;辅助IGBT模块T2的触发信号与B相下桥臂第N个子 模块的触发信号一致;在直交流能量转换的过程中，各个子模块交替投入、旁路，辅助IGBT 模块。、^交替闭合、关断，A相上下桥臂子模块电容电压在箝位二极管的作用下，满足下列 约束，Uc-l 2 Uc-au_l 2 Uc-au_2 …2 Uc-au_N 2 Uc-al_l 2 Uc-al_2··· 2 Uc-al_N 2 Uc-2 ; B 相上下桥臂子模块 电容电压在箝位二极管的作用下，满足下列约束，U〇l dbu_l dbu_2…dbu_N < Uc-bl_l仝 Uc-bijT·· < UC-bi_N < UC-2;基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，动态过程中， 辅助电容&既可以作为A相电压最高的电容，又可以作为B相电压最低的电容;辅助电容&既 可以作为A相电压最低的电容，又可以作为B相电压最高的电容;依靠着两个等式约束，max (Uca) =min(Ucb)，min(Uca)=max(Ucb)，A、B相上下桥臂的4N个子模块电容，Cau_i、C ai_i、Cbu_i、 Cbi_i，其中i取值为1~N，以及辅助电容ChCh电压处在自平衡状态，拓扑的A、B相间具备子 模块电容电压自均衡能力;若拓扑中C相的构成形式与A相一致，则通过辅助电容C 3、C4的作 用，C、B相间电容电压的约束条件与A、B之间电容电压约束条件类似;若拓扑中C相的构成形 式与B相一致，则通过辅助电容C 3、C4的作用，A、C相间电容电压的约束条件与A、B之间电容电 压约束条件类似，拓扑具备子模块电容电压自均衡能力；在利用箝位二极管实现相内相邻 子模块间电容能量单相流动的基础上，依靠辅助电容电压间的等式约束max(Uca) =min (Ucb)，min(Uca)=max(Ucb)，或max(Uca) =min(Ucc)，min(Uca)=max(Ucc)，或max(Ucc) =min (Ucb) mindkmaxl^cb)，实现电容能量的相间流动构成电容能量的循环通路，进而保持相 间子模块电容电压稳定，是该权利的保护内容。5.根据权利1所述的基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，其特征在 于:基于等式约束的辅助电容分布式全桥MMC自均压拓扑，不仅能作为多电平电压源换流器 直接应用于柔性直流输电领域，也能通过构成静止同步补偿器(STATCOM)，统一电能质量调 节器(UPQC)，统一潮流控制器(UPFC)等装置应用于柔性交流输电领域；间接利用该实用新 型拓扑及思想的其他应用场合在权利范围内。
【文档编号】H02M7/49GK205657604SQ201620068865
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年1月25日 公开号201620068865.6, CN 201620068865, CN 205657604 U, CN 205657604U, CN-U-205657604, CN201620068865, CN201620068865.6, CN205657604 U, CN205657604U
【发明人】赵成勇, 许建中, 刘航
【申请人】华北电力大学