技术特征：
1.一种mmc-mab拓扑结构的子模块电容优化控制方法，其特征在于：所述mmc-mab拓扑结构包括模块化电平变换器结构、半桥与电容结构、全桥结构与高频链路的多有源桥变换器结构和三相桥臂；所述控制方法包括对mmc级的载波移相控制和对mab级的双闭环相角控制；所述对mmc级的载波移相控制具体是指半桥与电容结构在dq旋转坐标系下采用的电压、电流双闭环的载波移相脉宽调制策略；所述对mab级的双闭环相角控制具体是指全桥结构与高频链路的多有源桥变换器的输出电压、输入电流双闭环移相控制策略。2.根据权利要求1所述的一种mmc-mab拓扑结构的子模块电容优化控制方法，其特征在于：所述电压、电流双闭环的载波移相脉宽调制策略具体包括以下步骤：1.1，三相电网电压u
a
,u
b
,u
c
通过pll锁相环环节得到相位ωt，三相电网电压u
a
,u
b
,u
c
与ωt进行dq变换得到d轴分量u
d
，q轴分量u
q
，三相电网电流i
a
,i
b
,i
c
与ωt进行dq变换得到d轴分量i
d
,q轴分量i
q
；1.2，先将mvdc母线电压给定u
mdcr
与实际mvdc母线电压值u
mdc
做差，经过pi控制器得到的输出信号与mvac电流在d轴的分量i
d
作差，再经过一个pi控制器得到的输出值与mvac电压在d轴的分量u
d
相加，再减去mvac电流在q轴的分量i
q
*ωl的输出值以实现对i
d
的前馈解耦；1.3，mvdc电流在q轴分量电流的给定值i
qr
与实际mvdc电流在q轴的分量i
q
做差，经pi控制器后得到的输出值与mvac电压在q轴的分量相加后，再减去mvac电流在d轴的分量i
d
*ωl以实现对i
q
的前馈解耦；1.4，将步骤1.2和步骤1.3以上两步的解耦值输入到dq/abc反变换中得到三相调制分量u
a_r
、u
b_r
、u
c_r
，经过载波移相调制仿的得到半桥与电容结构的驱动信号q
sm
。3.根据权利要求1所述的一种mmc-mab拓扑结构的子模块电容优化控制方法，其特征在于：所述输出电压、输入电流双闭环移相控制策略具体包括以下步骤：2.1，将低压直流母线电压的电压给定值u
lvdc_ref
减去低压直流母线的实际电压u
lvdc
的平均值，经过pi调节器得到的输出值作为内环的给定信号；2.2，半桥与电容结构中半桥结构处输出电流中的基频和二倍频叠加的低频波动分量，用带通滤波器将此低频脉动信号提取，与步骤2.1得到的pi调节器输出控制信号叠加，得到含有波动分量的控制信号；2.3，将步骤2.2得到的带有波动分量的控制信号作为内环输入电流内环的给定，对其进行波形整定，使其与sm低频波动电流波形相同，此时实际mab输入电流反馈应加入与sm采用的相同的带通滤波器；2.4，将步骤2.3得到的mab输入电流与给定的差值，作为内环pir调节器输入信号，pir调节器应包含两个震荡环节的，两个震荡环节分别选择基频波动分量和二倍频波动分量；2.5，将步骤2.4 pir调节器得到的输出信号得到最终的移相角调制信号，经过方波移相调制得到多有源桥变换器原副边全桥结构的驱动信号s
kj_1-4
、s
kj_5-8
，其中k为top、low，x为a、b、c。4.根据权利要求3所述的一种mmc-mab拓扑结构的子模块电容优化控制方法，其特征在于：mmc-mab拓扑结构中，半桥与电容结构中半桥结构输出基频与二倍频叠加的波动电流分量i
f_kj
，通过输出电压、输入电流控制双闭环移相控制策略传递到多有源桥高频链的变压
器中，该波动电流分量呈三相对称特性，在高频链处相互耦合抵消从而消除波动功率；i
f_kj
中k为top、low，x为a、b、c。5.根据权利要求3所述的一种mmc-mab拓扑结构的子模块电容优化控制方法，其特征在于：半桥与电容结构中的半桥结构的输出电流i
sm_kj
包含直流分量i
dc
与波动的交流分量i
f_kj
；在传统控制策略下,波动交流分量i
f_kj
由子模块大电容c吸收，仅有直流分量i
dc
传递到后级多有源桥变换器的全桥结构处；在输出电压、输入电流控制双闭环移相控制策略下，波动交流分量i
f_kj
与直流分量i
dc
均通过控制方法传递至后级多有源桥变换器的全桥结构处；i
f_kj
中k为top、low，x为a、b、c。
技术总结
本发明公开了一种MMC-MAB拓扑结构的子模块电容优化控制方法，属于中低压混合交直流组网系统的固态变压器领域，所述控制方法基于包括模块化电平变换器结构、半桥与电容结构、全桥结构与高频链路的多有源桥变换器结构和三相桥臂的MMC-MAB拓扑结构，包括对MMC级的载波移相控制和对MAB级的双闭环相角控制；所述MMC级的载波移相控制会在半桥结构处产生基频与二倍频叠加的波动功率；通过对MAB级的双闭环相角控制将此波动功率传递到变压器中耦合抵消，同时直流功率通过变压器传递到二次侧全桥并联形成的低压直流端口上。本发明既消除了子模块电容上的基频、二倍频波动功率，优化了电容，同时也维持了低压直流端口的电压稳定。同时也维持了低压直流端口的电压稳定。同时也维持了低压直流端口的电压稳定。
技术研发人员：朱艳萍 李志鹏 孙孝峰 李昕
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/8/26