一种MMC变流器的五级子模块电容电压平衡控制方法与流程

文档序号:14689656发布日期:2018-06-15 16:12阅读:来源:国知局
技术特征:

1.一种模块化多电平变流器的五级子模块电容电压平衡控制方法,所述控制方法基于模块化多电平变流器主电路,包括输入直流电源,直流源与模块化多电平变流器相连,输出通过LCL型滤波器接负载,三相模块化多电平变流器包括三相串有子摸块的桥臂,桥臂分为上桥臂和下桥臂,上下桥臂可以由半桥(HalfBridge)、全桥(FullBridge)和混合(MixtureBridge)子模块构成,上下桥臂结构对称,中间通过各自的电感连接到中性输出点,半桥臂子模块数为n个,单相全桥臂子模块数为2n个,其中每个子模块包括两个串联的IGBT半导体器件,含有旁路反向二极管和一个与串联的IGBT相并联的电容,中性点经滤波器输出后接负载运行,相应的IGBT均受触发信号控制其开关状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于包括基于各个子模块电容电压,各个半桥臂电容电压,各相电容电压和桥臂间电容电压的五级子模块电容电压平衡控制方法。

3.根据权利要求2所述的五级控制方法包括,第一级独立电容电压闭环控制、第二级半桥臂电容电压闭环反馈控制、第三级全桥臂电容电压闭环反馈控制、第四级两桥臂间电容电压闭环反馈控制和第五级三相三桥臂间电容电压闭环反馈控制。

4.根据权利要求3所述的五级控制方法,其特征在于每级控制采用电容电压实际值与参考值相互结合反馈控制,并在其中加入了PI控制和其他分量均衡控制。

5.根据权利要求3所述的五级控制方法适用于包括半桥、全桥和混合子模块桥臂电路,仅需改变调制方式,即能实现针对性控制,不仅限于示意给出的三相主电路拓扑。

6.根据权利要求3或4所述,其每级控制方法或步骤如下

(1)第一级的模块化多电平变流器子模块电容电压平衡控制为独立电容电压闭环反馈控制,选择每个独立电容电压作为反馈控制的独立个体,利用参考值电压Vref减去实际电压值vcij,其中i=a,b,c,j=1,2……2n,计算偏差为eij,其值经过PI控制和上桥臂电流方向signal(ipi,ini)选择调节,其中p,n分别代表上下桥臂,当桥臂电流流入变流器时,signal(ipi,ini)值为1,反之为-1,其调节输出值作为PWM发生模块的一个控制参量值,完成第一级独立电容电压闭环控制;

(2)第二级的模块化多电平变流器子模块电容电压平衡控制为半桥臂电容电压闭环反馈控制,选择上桥臂和下桥臂的电容电压平均值作为反馈控制的输入量,将上桥臂和下桥臂各个子模块电容电压vcik和vcil加权取平均值得到vcip和vcin,其中i=a,b,c,k=1,2……n,l=n+1,n+2……2n,与参考值Vref作差计算偏差ecip和ecin,其值通过PI调节器进行调节,输出值作为PWM发生模块的一个控制参量值,完成第二级半桥臂电容电压闭环反馈控制;

(3)第三级的模块化多电平变流器子模块电容电压平衡控制为全桥臂电容电压闭环反馈控制,选择全桥臂2n个子模块电容电压vcij求取平均值vci,其中i=a,b,c,与参考值Vref作差计算偏差eci,偏差通过PI控制器进行调节,输出值iij与上下桥臂电流平均值1/2(ipi+ini)作差,其值再次通过PI控制器进行调节,输出值作为PWM发生模块的一个控制参量值,完成第三级全桥臂电容电压闭环反馈控制;

(4)第四级的模块化多电平变流器子模块电容电压平衡控制为两桥臂间电容电压闭环反馈控制,选择ab相两桥臂4n个子模块电容电压vca1、vca2……vca2n和vcb1、vcb2……vcb2n分别\t求取平均值vca和vcb,相互作差计算偏差ecba,选择bc相两桥臂4n个子模块电容电压vcb1、vcb2……vcb2n和vcc1、vcc2……vcc2n分别求取平均值vcb和vcc,相互作差计算偏差eccb,选择ca相两桥臂4n个子模块电容电压vcc1、vcc2……vcc2n和vca1、vca2……vca2n分别求取平均值vcc和vca,相互作差计算偏差ecac,偏差通过PI控制器进行调节,输出值作为PWM发生模块的一个控制参量值,完成第四级两桥臂间电容电压闭环反馈控制;

(5)第五级的模块化多电平变流器子模块电容电压平衡控制为三相三桥臂间电容电压闭环反馈控制,选择abc相三桥臂6n个子模块电容电压vca1、vca2……vca2n、vcb1、vcb2……vcb2n和vcc1、vcc2……vcc2n分别求取平均值vca、vcb、vcc,求取加权平均值vcabc,与参考电容电压值Vref作差,偏差ecabc通过PI控制器进行调节,输出值作为PWM发生模块的一个控制参量值,完成第五级两桥臂间电容电压闭环反馈控制,相应的控制参量值在三相子模块电容电压均衡控制算法中通用。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1