[发明专利]一种模块化多电平换流器的电容电压平衡控制策略

摘要

本发明公开了一种模块化多电平换流器的电容电压平衡控制策略，与传统策略不同，本发明在投入子模块时考虑了子模块当前的投切状态和电容电压，并将投入优先度较高的子模块标记为1，切除优先度较高的子模块标记为0，然后分别对两种标记的子模块进行排序和投切操作，在保证电容电压波动较小的前提下，降低了子模块的投切频率，并减少了电容电压排序所占用的时间，可使换流器在较低的子模块投切频率下，完成子模块电容电压平衡控制。

主权项

1.一种模块化多电平换流器的电容电压平衡控制策略，包括如下步骤：(1)对于换流器的任一桥臂，将当前桥臂中处于投入状态的子模块标记为1，处于切除状态的子模块标记为0；(2)根据以下算式计算桥臂中每个子模块电容电压的波动分量；Δuc,i＝uc,i‑Ucn其中：Δuc,i为桥臂中第i个子模块电容电压的波动分量，uc,i为桥臂中第i个子模块的电容电压，Ucn为子模块电容电压额定值且Ucn＝Udc/N，Udc为换流器的直流侧额定电压，i为自然数且1≤i≤N，N为桥臂中的子模块个数；进而根据以下算式计算求得整个桥臂的电容电压波动率ε；(3)比较电容电压波动率ε与波动率阈值εm的大小：若ε≥εm，则进入步骤(4)；若ε＜εm，则直接跳转至步骤(5)；(4)确定子模块电容电压的上下限值，令桥臂电流从高压端流向低压端的方向为正，反之为负；进而根据桥臂电流方向以及子模块电容电压与上下限值区间的关系，对子模块标记进行更新，具体标准为：若桥臂电流≥0，则将桥臂中电容电压大于上限值的子模块标记为0，电容电压小于下限值的子模块标记为1，电容电压在上下限值区间内的子模块保持原标记不变；若桥臂电流＜0，则将桥臂中电容电压大于上限值的子模块标记为1，电容电压小于下限值的子模块标记为0，电容电压在上下限值区间内的子模块保持原标记不变；(5)根据公式ΔNon＝Non‑Nmark计算出桥臂子模块的投入偏差量ΔNon，Nmark为统计出当前标记为1的桥臂子模块个数，Non为控制系统通过相应算法计算得到的当前桥臂所需投入子模块数量；(6)根据投入偏差量ΔNon以及桥臂电流对桥臂子模块进行投切控制，具体标准如下：当ΔNon＞0时：若桥臂电流≥0，则将桥臂中所有标记为1的子模块投入并从标记为0的子模块中投入电容电压最低的ΔNon个子模块，同时将剩余的子模块全部切除；若桥臂电流＜0，则将桥臂中所有标记为1的子模块投入并从标记为0的子模块中投入电容电压最高的ΔNon个子模块，同时将剩余的子模块全部切除；当ΔNon＜0时：若桥臂电流≥0，则从标记为1的子模块中投入电容电压最低的Non个子模块，同时将剩余的子模块全部切除；若桥臂电流＜0，则从标记为1的子模块中投入电容电压最高的Non个子模块，同时将剩余的子模块全部切除；当ΔNon＝0时：则将桥臂中所有标记为1的子模块投入，所有标记为0的子模块切除。