[发明专利]耐交直流故障的交流侧级联型混合MMC拓扑的控制方法

权利要求书

1.耐交直流故障的交流侧级联型的混合MMC拓扑的控制方法，该拓扑包括直流侧的主支路和交流侧的辅助支路：所述主支路由半桥型子模块构成，用于系统稳态运行时的功率输送；所述辅助支路由全桥型子模块在交流侧级联构成，用于系统稳态时的运行优化与交直流故障穿越时的电压支撑；其特征在于，该方法包括以下步骤：

A1.交流侧的辅助支路在稳态运行时根据主支路中各桥臂的控制信号输出高频阶梯波，降低主支路输出的交流电压中的谐波，使得所述混合MMC拓扑输出的交流电压接近正弦波；

A2.交流侧的辅助支路根据系统的运行需求，输出幅值与相位均可控的交流电压，扩展所述混合MMC拓扑交流电压的运行范围以及无功功率的运行区间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A1包括以下子步骤：

A11.所述辅助支路的控制信号中含有用于平滑所述主支路输出的交流电压的阶梯波电压分量；

A12.所述辅助支路的控制信号中含有用于维持所述辅助支路中全桥型子模块电容电压恒定的基波电压分量；

A13.所述辅助支路应投入的全桥型子模块数由步骤A11与A12中的电压分量之和近似取整得到。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A11中的阶梯波电压分量V_step-j根据所述主支路中各桥臂的电压参考信号和投入子模块数的计算得到，其计算公式如下：

其中，j代表abc三相，V_up-j为所述主支路的j相上桥臂电压控制信号，N_up-j为所述主支路的j相上桥臂投入的子模块数，V_dn-j为所述主支路的j相下桥臂电压控制信号，N_dn-j为所述主支路的j相下桥臂投入的子模块数，V_HB为所述主支路中的半桥型子模块的额定电压，函数f(x)＝round[x]表示对变量x进行近似取整。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A12中的基波电压分量V_cap-j是通过将所述辅助支路中全桥型子模块的平均电容电压的实际值与参考值的差值经过比例控制器或比例积分控制器后生成的d轴电压分量，进行派克逆变换而得到的。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A13中所述辅助支路应投入的全桥型子模块数的计算公式如下：

其中，V_FB为所述辅助支路中的全桥型子模块的额定电压。

6.耐交直流故障的交流侧级联型的混合MMC拓扑的控制方法，该拓扑包括直流侧的主支路和交流侧的辅助支路：所述主支路由半桥型子模块构成，用于系统稳态运行时的功率输送；所述辅助支路由全桥型子模块在交流侧级联构成，用于系统稳态时的运行优化与交直流故障穿越时的电压支撑；其特征在于，该方法包括以下步骤：

B1.直流侧的主支路在直流故障期间通过旁路部分半桥型子模块以降低直流侧电压，从而抑制直流故障电流；

B2.交流侧的辅助支路在直流故障期间根据所述主支路中半桥型子模块的旁路占比率，输出基频交流电压以补偿因所述主支路的半桥型子模块旁路造成的交流电压跌落。