[发明专利]一种具有储能功能的模块化多电平变流器的控制方法

摘要

本发明公开一种具有储能功能的模块化多电平变流器的控制方法，其中变流器包括三个相单元，每个相单元包括上桥臂，下桥臂，上桥臂电感，下桥臂电感，上、下桥臂均由半桥子模块和类全桥储能子模块混合串联而成；所述方法根据每相待输出指令电压波形，确定每相桥臂中每个子模块的调制波，其中子模块的调制波包括半桥子模块调制波与类全桥储能子模块调制波；根据每相桥臂中每个子模块的载波和子模块的调制波进行比较产生控制信号，分别控制每相桥臂中各子模块投入或切断。上述具有储能功能的模块化多电平变流器可以为新能源系统增加惯性，并且储能所用的电池充放电电流平滑，电压等级较低，保障了电池的高效运行和安全性。

主权项

1.一种具有储能功能的模块化多电平变流器的控制方法，其特征在于：所述变流器包括三个相单元，每个相单元均包括上桥臂、下桥臂、上桥臂电感、下桥臂电感；所述上桥臂的正极端作为相单元的直流出线正极端；所述上桥臂的负极端与所述上桥臂电感的一端相连；所述上桥臂电感的另一端与所述下桥臂电感的一端相连，作为相单元的交流出线端，并串联电抗器连接到电网；所述下桥臂电感的另一端与所述下桥臂的正极端相连；所述下桥臂的负极端作为相单元的直流出线负极端；三个相单元中的所述上桥臂、所述下桥臂均由半桥子模块和类全桥储能子模块混合串联而成；所述半桥子模块和类全桥储能子模块中均包括多个可控开关器件，所有可控开关器件采用单极性载波移相正弦脉宽调制方法，以能量守恒、子模块电容电压一个工频周期稳定和线性调制为前提，计算获得半桥子模块与类全桥储能子模块的调制比；根据每相待输出指令电压波形，确定每相的上桥臂、下桥臂中每个半桥子模块与类全桥储能子模块的调制波，根据每相的上桥臂、下桥臂中每个半桥子模块与类全桥储能子模块的载波和半桥子模块与类全桥储能子模块的调制波进行比较产生控制信号，分别控制每相的上桥臂、下桥臂中各半桥子模块与类全桥储能子模块的投入或切断；所述的半桥子模块，包括：第一直流电容器、第一可控开关器件、第二可控开关器件、第一续流二极管、第二续流二极管；其中：所述第一可控开关器件、所述第二可控开关器件的集电极分别与所述第一续流二极管、所述第二续流二极管的阴极相连；所述第一可控开关器件、所述第二可控开关器件的发射极分别与所述第一续流二极管、所述第二续流二极管的阳极相连；所述第一可控开关器件的集电极与所述第一直流电容器的阳极相连；所述第二可控开关器件的发射极与所述第一直流电容器的阴极相连；所述第一可控器件，第二可控器件的栅极均与控制电路相连；所述的类全桥储能子模块，包括：第二直流电容器，电池，电池电感，第三可控开关器件、第四可控开关器件、第五可控开关器件、第六可控开关器件，以及第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管、第六续流二极管；其中：所述第三可控开关器件、所述第四可控开关器件、所述第五可控开关器件、所述第六可控开关器件的集电极分别与所述第三续流二极管、所述第四续流二极管、所述第五续流二极管、所述第六续流二极管的阴极相连；所述第三可控开关器件、所述第四可控开关器件、所述第五可控开关器件、所述第六可控开关器件的发射极分别与所述第三续流二极管、所述第四续流二极管、所述第五续流二极管、所述第六续流二极管的阳极相连；所述第三可控开关器件的集电极与所述第二直流电容器的阳极相连；所述第四可控开关器件的发射极与所述第二直流电容器、所述电池的阴极相连；所述第三可控开关器件的发射极作为类全桥储能子模块的正极端；所述第五可控开关器件的发射极与所述电池电感的一端相连并作为类全桥储能子模块的负极端；所述电池电感的另一端与所述电池的阳极相连；所述第三可控开关器件、所述第四可控开关器件、所述第五可控开关器件、所述第六可控开关器件的栅极均与控制电路相连。