[发明专利]一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法

权利要求书

1.一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法，其特征在于，包括：

(1)根据当前周期桥臂参考电压电平跳变时刻t₀和投入的子模块个数，预测下个周期桥臂参考电压电平跳变时刻(t₀+T)和投入的子模块个数；其中，T为工频周期；

(2)在电平跳变时刻(t₀+T)之前的时刻(t₀+T-t)对子模块电容电压进行排序，并根据此时桥臂电流方向和(t₀+T)时刻应投入的子模块个数，确定具体投入的子模块及其输出电平的变化；所述电平跳变时刻(t₀+T)之前的时间t的表达式为：

其中，L_r为谐振电感的电感值，i_sm为子模块电流，I_boost为ARCP子模块换流过程中主开关管关断时主开关管上流过的电流，U_c为子模块直流侧电压；

(3)根据下个周期需要在电平跳变时刻(t₀+T)投切的子模块输出电平的变化、设定时刻(t₀+T-t)对应的子模块电流大小和方向，确定(t₀+T-t)时刻到(t₀+T)时刻子模块内部将要经历的换流过程；

(4)根据所述换流过程，判断辅助开关管是否需要导通以及导通时刻，并在相应时刻使辅助开关管导通；

(5)在电平跳变时刻(t₀+T)使主开关管关断，完成子模块投切，并在辅助开关管导通预设时间后，将其关断。

2.根据权利要求1所述的一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法，其特征在于，步骤(3)具体为：

当所述输出电平由正电平变为零电平且电流流入子模块，或所述输出电平由零电平变为正电平且电流流出子模块时，子模块内部将经历ARCP换流过程；

当所述输出电平由正电平变为零电平且电流流出子模块，同时所述电流小于门槛电流I_t，或所述输出电平由零电平变为正电平且电流流入子模块，同时所述电流小于门槛电流I_t时，子模块内部将经历ARCP辅助换流过程；

当所述输出电平由正电平变为零电平且电流流出子模块，同时所述电流大于门槛电流I_t，或所述输出电平由零电平变为正电平且电流流入子模块，同时所述电流大于门槛电流I_t时，子模块内部将经历电容强制换流过程。

3.根据权利要求2所述的一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法，其特征在于，所述门槛电流I_t的表达式为：

其中，C_r为吸收电容的电容值，T_d为死区时间。

4.根据权利要求1所述的一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法，其特征在于，步骤(4)中所述根据所述换流过程，判断辅助开关管是否需要导通以及导通时刻的方法具体为：

当子模块内部经历ARCP换流过程，辅助开关管导通时刻t_sa表示为：t_sa＝t₀+T-t；

当子模块内部经历ARCP辅助换流过程，辅助开关管导通时刻t_sa表示为t_sa＝t₀+T-t+t′；

其中，L_r为谐振电感的电感值，i_sm为子模块电流，I_boost为ARCP换流过程中主开关管关断时主开关管上流过的电流，I_boca为ARCP辅助换流过程中主开关管关断时谐振电感上流过的电流，U_c为子模块直流侧电压；

当子模块内部经历电容强制换流过程，辅助开关管无需导通。

5.根据权利要求4所述的一种基于最近电平逼近调制的MMC软开关实现方法，其特征在于，ARCP的控制方式采用变时间控制或定时间控制。