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[发明专利]电力电子变压器的两级直流母线协调控制方法、装置-CN202110986521.9有效
发明人：孙毅超;曹梓青;李禹樊;鄢寅宇 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2021-08-26 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： H02M7/219 文献下载
摘要：本发明公开了一种电力电子变压器的两级直流母线协调控制方法、装置，所述方法包括：对变换器原边和副边的电容电压值进行离散化，建立电力电子变压器能量传输状态方程；在变换器的采样时间内，对移相占空比的取值进行划分，根据能量传输状态方程，结合瞬时有功功率，计算变换器电容储存能量的预测值；以电容储存能量的预测值和参考值之间的差值建立能量代价函数，取能量代价函数输出值最小时的移相占空比，用于电力电子变压器的控制。采用上述方案，兼顾多段直流母线电压的控制，实现储能总量合理的、动态的分配给高压和低压两侧共同承担，解决高压和低压直流侧电压剧烈波动的问题，同时系统动态响应的速度很快。
电力电子变压器两级直流母线协调控制方法装置

[发明专利]基于MMC的具备直流短路故障穿越能力的SST拓扑及控制方法-CN202310477806.9在审
发明人：孙毅超;鄢寅宇;郭宛鑫 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MMC的具备直流短路故障穿越能力的SST拓扑及控制方法，SST拓扑包括三相电路拓扑，三相电路拓扑包括三条相同的单相线路，每条单相线路包括多个子模块；子模块包括前级电路、后级电路和变压器，前级电路与后级电路通过变压器连接；前级电路包括反向串联的两个全桥模块；后级电路包括一个H桥模块。采用以上技术方案，减少了拓扑使用到的开关器件和高频变压器，且可以在直流短路故障下实现SST的不间断运行，极大地提高了系统地稳定性和可靠性。
基于 mmc 具备直流短路故障穿越能力 sst 拓扑控制方法

[发明专利]基于MMC子模块桥臂复用的SST拓扑及故障穿越方法-CN202211353710.3在审
发明人：孙毅超;鄢寅宇;郭宛鑫;黄堃;侯凯;王琦;赵景涛;孙厚涛;俞拙非;吾喻明 -专利权人：南京师范大学;南瑞集团有限公司
申请日： 2022-11-01 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MMC子模块桥臂复用的SST拓扑及故障穿越方法，所述拓扑包括：中压交流端、中压直流端、低压交流端、低压直流端和三相电路拓扑，其中：所述三相电路拓扑，包括三条相同的单相线路，所述单相线路包括多个子模块；所述子模块包括前级电路、后级电路和变压器；所述控制方法包括；在固态变压器拓扑处于直流短路故障状态中：在子模块第一桥臂和第二桥臂的调制信号中，直流分量和高频分量相同，基频分量相反。采用上述技术方案，减少开关管的使用数量，提升功率密度，在直流短路故障的情况下实现固态变压器的不间断运行，显著提升系统的稳定性。
基于 mmc 模块桥臂复用 sst 拓扑故障穿越方法

[发明专利]具有中压直流端口的正偶边形固态变压器拓扑簇-CN202211488690.0在审
发明人：孙毅超;姜昊;鄢寅宇;郭宛鑫;张艺凡;李政;王益霖 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2022-11-25 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有中压直流端口的正偶边形固态变压器拓扑簇，包括：中压直流端口、正偶边形变换器组合、中间侧变换器和低压侧逆变器，其中：正偶边形变换器组合包括正偶边形变换器，正偶边形变换器包括结构相同的两个主桥臂，分别为左桥臂和右桥臂，左桥臂和右桥臂并联于两个并联点，两个并联点分别和中压直流端口的两端连接；主桥臂包括n个串联的子桥臂，由子桥臂之间的串联连接点引出支路，左桥臂上的支路和右桥臂上的支路配对形成交流端口；子桥臂上包括子模块变换器；n为正整数且n大于等于2。采用上述技术方案，可以提高固态变压器的功率密度。
具有直流端口正偶边形固态变压器拓扑

[发明专利]基于MMC子模块桥臂复用的固态变压器拓扑及调制方法-CN202211353724.5在审
发明人：孙毅超;鄢寅宇;郭宛鑫;黄堃;侯凯;王琦;赵景涛;孙厚涛;俞拙非;吾喻明 -专利权人：南京师范大学;南瑞集团有限公司
申请日： 2022-11-01 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： H02M7/219 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于MMC子模块桥臂复用的固态变压器拓扑及调制方法，所述拓扑包括：中压交流端、中压直流端、低压交流端、低压直流端和三相电路拓扑，其中：所述三相电路拓扑，包括三条相同的单相线路，所述单相线路包括多个子模块；所述调制方法包括：在单相线路的子模块中设置与高频子模块对应的高频消除子模块；所述高频消除子模块的调制信号，直流分量和基频分量与高频子模块相同，高频分量与高频子模块相反；在子模块的第二桥臂中采用第一桥臂的共模低频调制信号和差模高频调制信号。采用上述技术方案，开关管的使用数量显著减少，无需选频网络即可以实现子模块高低频调制信号的解耦，避免了高频开关信号与低频开关信号的相互干扰。
基于 mmc 模块桥臂复用固态变压器拓扑调制方法

[发明专利]基于互补子模块对的固态变压器拓扑及故障阻断方法-CN202211353734.9在审
发明人：孙毅超;郭宛鑫;鄢寅宇;姜昊 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2022-11-01 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： H02M7/219 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于互补子模块对的固态变压器拓扑及故障阻断方法，所述拓扑包括：中压交流端、中压直流端、低压交流端、低压直流端和三相电路拓扑，其中：所述三相电路拓扑，包括三条相同的单相线路，所述单相线路包括多个互补子模块对；所述互补子模块对包括结构相同的第一子模块和第二子模块；所述故障阻断方法，包括：在发生直流故障的情况下：关闭每个子模块中的所有开关管的脉冲；电容桥臂中的电容被引入电流通路中，利用电容电压使得导通的二极管反向截止，从而切断电流通路。采用与传统的拓扑相比，开关管的使用数量减少，同时提升了功率密度；发生直流故障的情况下，有效切断电流通路，显著提升系统的稳定性。
基于互补模块固态变压器拓扑故障阻断方法

[发明专利]用于MMC的独立价值函数模型预测控制方法、装置-CN202210777718.6在审
发明人：孙毅超;朱让言;鄢寅宇;王琦 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2022-07-04 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于MMC的独立价值函数模型预测控制方法、装置，所述方法包括：确定下一时刻上桥臂和下桥臂投入使用的子模块数量集合；下一时刻换流器交流侧输出电流建立第一价值函数，对子模块数量集合进行滚动优化，筛选得到第一子模块数量组合；各桥臂上增加或减少投入使用的子模块数量，得到第二子模块数量组合；下一时刻桥臂交流成分环流建立第二价值函数，对第一子模块数量组合和第二子模块数量组合进行滚动优化，筛选得到最优子模块数量组合。采用上述技术方案，可以降低控制系统的复杂度和运算量，实现良好的环流抑制能力和动态响应能力，同时两个独立的价值函数分别进行滚动优化，可以避免权重因子的选取。
用于 mmc 独立价值函数模型预测控制方法装置

[发明专利]一种用于模块化多电平直流变压器的模型预测控制方法-CN202110248841.4有效
发明人：孙毅超;李禹樊;鄢寅宇;王琦 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2021-03-05 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： H02M1/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于模块化多电平直流变压器的模型预测控制方法。该方法分为两个部分。第一部分是基于模型预测控制的移相控制得到原边环流参考值。第二个部分是原边类方波交流电压的模型预测控制，包括对需要遍历寻优的开关状态组合的集合进行缩减，用环流预测值和子模块电容电压预测值构造代价方程，并从缩减后的开关状态组合的集合中找出使代价方程最小的开关状态组合。其中，环流预测值的计算包括只在过渡过程开始时采样漏感电流，用采样的漏感电流对每一电平下漏感电流的等效值进行估算，根据估算结果计算环流预测值。本发明能够使得子模块电容电压平衡、抑制环流振荡，在满足精度要求的前提下提高动态性能，从而更好地适应输出功率突变的情况。
一种用于模块化电平直流变压器模型预测控制方法

[发明专利]有限状态机的模块化多电平直流变压器控制方法、装置-CN202110600462.7有效
发明人：孙毅超;李禹樊;鄢寅宇;吴立业 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2021-05-31 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H02M3/335 文献下载
摘要：本发明公开了一种有限状态机的模块化多电平直流变压器控制方法、装置，所述方法包括：所述变压器原边包括上桥臂和下桥臂，每个桥臂包括多个级联的子模块，每个子模块包括相互并联的开关管和电容，上桥臂和下桥臂的耦合点与地之间输出电平，变压器副边为H桥；由输出的电平等级，确定对应的子模块导通或关断状态的子模块状态组合；确定在电平等级切换时，环流实际值相对环流参考值的环流变化程度；根据子模块状态组合，选择在电平等级单调切换过程中，特定子模块动作次数在预定次数之内的子模块导通或关断顺序。采用上述技术方案，通过有限状态机的设计，确定控制子模块投切时环流实际值情况，实现子模块电容电压的平衡，和抑制原边环流振荡。
有限状态机模块化电平直流变压器控制方法装置

[发明专利]对最优PD-PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法-CN202210066166.8在审
发明人：孙毅超;李禹樊;姜昊;鄢寅宇;王欣 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-05-10 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种对最优PD‑PWM调制下MMC的通用脉冲分配方法，具体为：步骤1：建立MMC的开关模型；步骤2：计算MMC中总投入的子模块的数量对环流状态的影响；步骤3：将目标电平L分为能够控制环流型电平和不能够控制环流型电平；步骤4：设置环流目标值Icmref；步骤5：设置次态候选组，次态候选组中次态的个数为K个，则次态候选组为K*2N的矩阵；步骤6：采用伪随机函数在次态候选组中选择一组次态，从而确定下一时刻的脉冲状态。本发明一方面主动控制环流以及总开关次数最小化，提高了MMC系统运行效率；另一方面，在大时间尺度下保证了子模块电容电压的自平衡特性，无需主动电压控制，节省了硬件成本。
最优 pd pwm 调制 mmc 通用脉冲分配方法

[发明专利]用于2N+1型单相MMC的改进型模型预测控制方法-CN202011199964.5有效
发明人：孙毅超;李禹樊;鄢寅宇;朱让言 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2020-10-30 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： H02M7/483 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于2N+1型单相MMC的改进型模型预测控制方法。该方法在模型预测控制算法中加入了电容电压平均值与参考值的比较，如果平均值大于参考值，则表示需要增加子模块投入的数量。相反，如果平均值低于参考值，则表示投入的子模块应该减少。使得电容电压在不修改代价方程的情况下稳定在参考值上。此外，使用该方法，在每个滚动优化过程中，遍历的选项减少到最多6种。
用于单相 mmc 改进型模型预测控制方法

[发明专利]面向港口供电的电力电子变压器拓扑及其控制方法-CN202010155939.0有效
发明人：孙毅超;鄢寅宇;张金龙;曹泽宇 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2020-03-09 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向港口供电的基于模块化多电平矩阵型电力电子变压器拓扑及其控制方法。该拓扑以M3C为基础，可分为输入级、中间级和输出级，输入级是M3C，中间级由并接在输入级的每个子模块电容后的双有源桥式电路组成，输出级是一个三相四桥臂逆变器，接在中间级的直流端口后。此外，针对上述拓扑结构，为实现拓扑功能，保证其安全可靠运行，本发明为该结构的输入级M3C和中间级DAB分别设计了双闭环控制方法，实现了输入级M3C和中间级多个DAB之间的能量平衡控制。本发明在高压低频海上风电并网应用中能够降低运行成本，提高了港口供电的可靠性，且避免了传统岸电变频环节效率低、故障率高的问题。
面向港口供电电力电子变压器拓扑及其控制方法

[发明专利]一种模块化多电平矩阵变换器电容电压平衡控制方法-CN202010159522.1有效
发明人：孙毅超;鄢寅宇;张金龙;曹泽宇 -专利权人：南京师范大学
申请日： 2020-03-09 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： H02M5/293 文献下载
摘要：本发明公开了一种模块化多电平矩阵变换器电容电压平衡控制方法。该方法首先通过输出功率控制和总电容电压平衡控制，得到桥臂电流中输入、输出电流分量的参考值；接着，通过基于双频循环电流注入的桥臂间电容电压平衡控制，得到桥臂电流中两种频率循环电流分量的参考值，进而求出桥臂电流的参考值；最后将电流传感器实际测量的桥臂电流与桥臂电流参考值比较，经由比例积分控制，再采用输入、输出电压的前馈控制，得到桥臂电压参考值，并用来求出控制子模块开关的信号。本发明无需对电路进行复杂的变换，且在桥臂传输功率不平衡时，不仅能够实现电容电压的平衡，还能确保注入的循环电流不会影响输入、输出电流。
一种模块化电平矩阵变换器电容电压平衡控制方法

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