[发明专利]基于循环嵌套机理的模块化多电平换流器结构的拓扑方法

摘要

本发明公开了属于输配电技术领域的一种基于循环嵌套机理的模块化多电平换流器结构的拓扑方法。首先，根据输出电平数的需要，选择循环嵌套层数和各层子模块的个数；其次，根据输出直流母线电压、确定的嵌套层数和各层子模块数，设定各层子模块的电容电压额定值；再次，将按层分类的子模块全部串联，并串联一换相电抗，用其作为模块化多电平换流器的换流桥臂，即为采用循环嵌套机理的新型模块化多电平换流器拓扑结构。本发明可以保证在输出电压电平数和输出直流电压一定的条件下，显著减少所需的子模块数量，降低一次系统的冗杂度以及控制系统的复杂度。

主权项

一种基于循环嵌套机理的模块化多电平换流器结构的拓扑方法，其特征在于，模块化多电平换流器结构的拓扑步骤如下：步骤1，按照换流器交流侧输出电压谐波含量的要求，确定符合要求的输出电平数(Nlout)。循环嵌套层数(H)，各层子模块的个数(Mi)与输出电平数(Nlout)满足如下关系式，并且H和Mi(i＝1，2，…，H)有多种取值组合。 N lout = Π i = 1 i = H ( M i + 1 ) - - - ( 1 ) 步骤2，根据换流器输出直流母线电压(Udc)以及步骤1得到的循环嵌套层数和各层子模块个数，得出各层子模块需设定的子模块电容电压额定值，计算公式如下： U sm - H = U dc ( N lout - 1 ) - - - ( 2 ) Usm‑i＝Usm‑(i+1)×(Mi+1+1)(i＝1，2，…，H‑1)    (3)式中：Usm‑H表示最底层嵌套中子模块电容电压额定值；Usm‑i表示第i层嵌套中子模块电容电压额定值，其中第i层是第(i+1)层的父级嵌套层；Usm‑(i+1)表示第(i+1)层(第i层的子级嵌套层)中子模块电容电压额定值；式中其他符号意义与式(1)中符号相同；步骤3，将按层分类的子模块全部串联，并串联一换相电抗，用其作为模块化多电平换流器的换流桥臂，从而构成新型模块化多电平换流器拓扑结构。