[发明专利]一种基于H桥的MMC子模块拓扑结构调制方法

说明书

本发明提供一种基于H桥的MMC子模块拓扑结构调制方法，包括如下步骤：使所述拓扑结构中的各H桥子模块在工作模式M1与工作模式M2之间相互切换，对于各H桥子模块，在工作模式M1中，使晶体管VT1常通，而使晶体管VT3和晶体管VT4交替导通；在工作模式M2中，使晶体管VT4常通，而使晶体管VT1和晶体管VT2交替导通。本发明所述调制方法使得系统损耗较低且有利于系统散热设计。

技术领域

本发明涉及柔性输配电技术领域，具体涉及一种基于H桥的MMC子模块拓扑结构调制方法。

背景技术

与传统电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)相比，模块化多电平换流器(Modular Multilever Converter，MMC)具有扩展性好、谐波小、开关频率低、对器件一致触发要求少等优点，尤其适用于直流输电应用场合。为了降低损耗、器件数量，以及控制复杂度，早期的MMC子模块拓扑结构一般采用半桥子模块级联构成。

随着柔性直流输电技术优势的逐渐凸显，越来越多的输电工程采用基于MMC的柔性直流输电技术，推动着柔性直流输电高压大容量的发展。而且，随着输电电压提高、容量扩大、距离攀升，架空线成为了经济性更加的输电线路。基于架空线的输电线路面临着雷击等天气条件的影响，直流输电线路短路的现象难以避免，但是基于半桥的MMC子模块拓扑结构无法有效闭锁直流故障，不具备直流故障处理能力，因此越来越不适合柔性直流输电的高压大容量方面的发展。

为了解决上述问题，基于H桥的MMC子模块拓扑结构应运而生，其能够有效实现直流故障状态下的故障电流清除，在学术界以及工业界受到了越来越多的关注。

但是，H桥子模块包含四只开关器件，相对于传统的只包含两只开关器件的半桥子模块而言结构更加复杂，除了带来成本提升、结构复杂的问题以外，还会增加系统损耗。同时，输电工程损耗的提升使得散热系统设计的困难加大，直接影响系统运行的经济效益。而现有的基于H桥的MMC子模块拓扑结构调制方法未能有效地降低系统损耗，也不利于系统散热设计。

因此，针对H桥的MMC子模块拓扑结构，亟需提出一种损耗较低且能够有利于系统散热设计的调制技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，针对H桥的MMC子模块拓扑结构提供一种损耗较低且有利于系统散热设计的调制方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种基于H桥的MMC子模块拓扑结构调制方法，其包括如下步骤：

使所述拓扑结构中的各H桥子模块在工作模式M1与工作模式M2之间相互切换，

对于各H桥子模块，在工作模式M1中，使晶体管VT1常通，而使晶体管VT3和晶体管VT4交替导通；在工作模式M2中，使晶体管VT4常通，而使晶体管VT1和晶体管VT2交替导通。

可选地，在工作模式M1中，晶体管VT3导通时使H桥子模块的输出电压为0，以切除子模块电容，晶体管VT4导通时使H桥子模块的输出电压为Vc，以投入子模块电容；

在工作模式M2中，晶体管VT2导通时使H桥子模块的输出电压为0，以切除子模块电容，晶体管VT1导通时使H桥子模块的输出电压为Vc，以投入子模块电容。

可选地，各H桥子模块在工作模式M1与工作模式M2之间相互切换的周期大于该H桥子模块的开关周期。

可选地，所述调制方法还包括：根据H桥子模块中晶体管的温度情况实现工作模式M1与工作模式M2的相互切换。

可选地，所述根据H桥子模块中晶体管的温度情况实现工作模式M1与工作模式M2的相互切换包括：