[发明专利]模块化级联型多电平变换器控制方法和控制装置

说明书

本申请公开了模块化级联型多电平变换器控制方法和控制装置。该方法包括：关闭模块化级联型多电平变换器中故障的子模块，子模块发生故障是指子模块中的DC/DC变换器和/或级联模块发生故障；根据各相中保持正常工作的级联模块的数目，向三相调制波中注入一定量的零序分量u₀；按照注入零序分量u₀后的三相调制波，平均分配每相中各个保持正常工作的级联模块传输的有功功率。本申请实现了故障相与非故障相中单个子模块传输的有功功率相等。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，更具体地说，涉及模块化级联型多电平变换器控制方法和控制装置。

背景技术

模块化级联型多电平变换器是指由多个基本功率单元(也称子模块)级联而成的多电平变换器。图1示出了一种典型的模块化级联型多电平变换器拓扑结构，每一相包含N个子模块；该子模块包括至少一个DC/DC变换器(图1仅以子模块内具有一个DC/DC变换器作为示例)和一个级联模块，该级联模块的直流侧连接所述至少一个DC/DC变换器；每相内各级联模块的交流侧级联起来构成一相输出，三相输出通过滤波器以星形联结方式并网；各DC/DC变换器的另一侧并联构成公共直流母线。

模块化级联型多电平变换器通过调制使得每相内各子模块传输的有功功率相等，从而保证A、B、C三相传输的有功功率相等。而当某个子模块发生故障时，为了保证A、B、C三相传输的有功功率仍然相等，现有的做法是让故障相中正常工作的子模块传输更大的有功功率，但这会造成故障相与非故障相中单个子模块传输的有功功率不等。举例说明，假设每相具有6个子模块，当某个子模块故障后，故障相中其余5个子模块传输的有功功率都将增加到原来的120％，而非故障相中各子模块传输的有功功率不变，此功率差异将导致相间DC/DC变换器散热需求不一致，不利于系统整体性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种模块化级联型多电平变换器控制方法和控制装置，以实现故障相与非故障相中单个子模块传输的有功功率相等。

一种模块化级联型多电平变换器控制方法，其中，所述模块化级联型多电平变换器的每一相包含N个子模块，N≥2；所述子模块包括至少一个DC/DC变换器和一个级联模块，所述级联模块的直流侧连接所述DC/DC变换器；每相内各级联模块的交流侧级联起来构成一相输出；各DC/DC变换器的另一侧并联构成公共直流母线；

所述模块化级联型多电平变换器控制方法包括：

判断所述模块化级联型多电平变换器中是否含有故障的子模块，若是，关闭故障的子模块；其中，子模块发生故障，是指子模块中的DC/DC变换器和/或级联模块发生故障；

根据各相中保持正常工作的级联模块的数目，向所述模块化级联型多电平变换器的三相调制波中注入一定量的零序分量u₀；

按照注入零序分量u₀后的三相调制波，平均分配每相中各个保持正常工作的级联模块传输的有功功率。

可选的，

其中，NA、NB、NC分别为A、B、C相中保持正常工作的级联模块的数目；U_g为电网电压峰值；ωt为电网电压相位角。

可选的，所述关闭故障的子模块，包括：

关闭故障的子模块中的各DC/DC变换器，并且旁路所述故障的子模块中的级联模块。

可选的，所述判断所述模块化级联型多电平变换器中是否含有故障的子模块，若是，关闭故障的子模块，包括：

每个DC/DC变换器和每个级联模块都具有独立的控制器；