[发明专利]一种基于双半桥和并联全桥混合的MMC子模块的电容电压平衡方法

摘要

本发明涉及一种基于双半桥和并联全桥混合的MMC子模块的电容电压平衡方法。本发明的进步之处在于，以最常采用的最近电平逼近策略作为基础，设计阀段内部及阀段之间的子模块电容均压控制策略，将两者综合在一起形成了双半桥和并联全桥混合子模块的电容电压平衡方法。该方法不依赖于电容电压测量、排序，从而对电容电压监测实时性和控制器运算速度的需求大大降低，不仅继承了灵活的运行特性，而且大大简化控制逻辑，降低了对传感器的要求，有较好的工程应用前景，有望助推混合MMC向更高电压等级、更大容量发展。本发明所提出的方法对均压控制及半桥和全桥混合子模块拓扑等研究方向的研究者具有重要的参考价值。

主权项

一种基于双半桥和并联全桥混合的MMC子模块的电容电压平衡方法，其特征在于，针对新型子模块拓扑均压特性与传统拓扑不同，不能像传统MMC一样进行全局统一处理的特点，按照“桥臂电平数‑阀段间均压‑阀段内均压”的逻辑提出新型混合MMC的均压控制策略，将均压算法划分为阀段间均压和阀段内均压两个部分；该方法有效地降低了均压算法的计算复杂度，尽可能的发挥系统的自均压特性，提升系统的均压效果；该方法包括以下步骤：步骤1：由系统级控制生成电压调制波，进一步得到桥臂电压参考波，经最近电平逼调制获得桥臂电平数指令值，设为nON；步骤2：当电平数较低时，优先利用P‑FBSM阀段形成含有多个并联电容的子模块段；当P‑FBSM阀段子模块段内电容数达到2，则与D‑HBSM均压情况相同，使D‑HBSM参与输出电平；当电平数较大，对UP和UDi进行加权排序，赋UP权重为NP、每个UDi权重为2；根据排序结果，结合桥臂电流方向，确定nD与nP的值；步骤3：针对D‑HBSM阀段，采用简化排序均压方法；针对P‑FBSM阀段，采取动态分配均压控制，即根据nP最大限度使电容分段并联。