[发明专利]一种MMC型能量路由器的两级控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种MMC型能量路由器的两级控制方法及系统，包括：根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号；根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号；分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。本发明提供的技术方案提出了针对模块化多电平拓扑的能量路由器的两级控制方法，在现有控制方式的基础上提高了控制自由度，简化了控制系统，进一步提升了控制系统的稳定性和高效性。

技术领域

本发明涉及对交直流混合输配电网中关键装备的实现和控制方法研究领域，具体涉及一种MMC型能量路由器的两级控制方法及系统。

背景技术

二十一世纪以来，以太阳能、风能等为代表的可再生能源得到了越来越广泛的应用，微电网可以高效、方便地利用这些分布式能源，因而受到世界各国的高度重视而迅速发展。随着智能技术的不断发展，智能微电网的概念也被提出，智能微电网是以电力电子技术为核心的小型发配电系统，是将可再生能源发电技术、能源管理系统和输配电基础设施高度集成的新型电网。智能微电网最关键的技术是稳定控制技术，需要电网中的设备具备多样的、稳定的、先进的控制系统，同时各种设备之间能通过高度互联的通讯系统进行协调控制。因此，对于微网智能接口系统和稳定控制技术的研究是推进智能微网发展的核心问题之一，能够使微电网系统更可靠更安全的接入大电网。

变压器是输配电网中的最重要设备之一，为了改善系统的电能质量，同时为新能源并网提供智能化接口，能量路由器作为新一代变压器应运而生。能量路由器集电气隔离、电压变换、功率可调等功能集于一身，通过对传统变压器和电力电子设备的集成化，可大大提高电网系统的智能化水平。近年来逐渐兴起的模块化多电平拓扑结构的能量路由器(Modular Multilevel Converter，MMC)，可以通过增减桥臂串联子模块的个数，使微网系统电压灵活可控，提高系统的耐压等级，同时其在交流接口之外还具有不同电压等级的直流公共母线，允许高压直流形式、中压直流型新能源的直接接入，低压直流线路可给多个低压负载供电，使得微网系统适用于不同形式的电压接入，更适合于微网多端接口的定义。

但是，当前基于模块化多电平拓扑的能量路由器的智能接口和稳定控制技术尚不成熟，控制策略较为复杂，不能满足对能量路由器灵活控制并实现电能高效转换的要求。

发明内容

本发明提供一种MMC型能量路由器的两级控制方法及系统，其目的是针对应用于交直流输配电网的模块化多电平拓扑的能量路由器，提供一种控制自由度较高以及能够实现电能高效转换的两级控制方法及系统，为微电网接口的智能化、通用化、多功能化、实用化提供切实可行的解决方案。

本发明提供的一种MMC型能量路由器的两级控制方法，其改进之处在于，包括：

根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号；

根据MMC型能量路由器中的所有MMC子模块电容电压和所述每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各DAB模块的脉冲信号；

分别利用MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号和各DAB模块的脉冲信号对MMC型能量路由器进行两级控制。

优选的，所述根据所述MMC型能量路由器的交流侧三相电压和三相电流对应的两相静止坐标系下的电压和电流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模块的电压平均值确定MMC型能量路由器中各MMC子模块的脉冲信号，包括：

a.设定直流电压指令值；