[發明專利]一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法

在審

• 申請號: 201610262593.8
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN107306094A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 趙國亮;蔡林海;于弘洋;袁敞;祁歡歡;劉宗燁;孫雅昊
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國網浙江省電力公司;國家電網公司;華北電力大學
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力電子與換流器控制技術領域，具體涉及一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法。

背景技術

級聯H橋型模塊化多電平矩陣換流器(H-bridge Modular Multilevel Converter,HB-M3C)包含9個橋臂，每個橋臂由多個子模塊級聯組成。相較于傳統矩陣換流器，HB-M3C具有較高的電壓利用率、易于建造和安裝模塊化結構，并能夠實現無功補償，通過控制各個橋臂中每個子模塊的投入和切除，可以分別在系統輸入側與輸出側調制產生正弦電壓波形。但是由于HB-M3C結構的固有特性，調制后換流器兩側的電壓矢量相互獨立，空間矢量的數量會隨著H橋級聯數目的增加而呈指數增加，若采用查表的方式對其進行空間矢量調制則會難以實現HB-M3C的實時、靈活控制，因此需要提出一種快速確定HB-M3C開關函數矩陣的方法，以實現對HB-M3C的實時、靈活控制。

發明內容

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法。

本發明的技術方案是：

所述運行方法包括采集系統輸入側和輸出側的三相電壓、獲取所述三相電壓的空間矢量、構建所述矩陣換流器的開關函數矩陣、對所述開關函數矩陣譯碼得到矩陣換流器的驅動觸發脈沖；所述構建矩陣換流器的開關函數矩陣包括下述步驟：

構建第t個開關周期中連接短路支路的矩陣換流器的開關函數矩陣，t≥1；

計算第t+1個開關周期中所述輸入側和輸出側的三相電壓空間矢量的零矢量占空比；

比較所述輸入側和輸出側的零矢量占空比：選取零矢量占空比較大一側的三相電壓實時運行中瞬時值最大的一相的相編號作為所述較大一側的單相電容控制的電容編號，選取零矢量占空比較小一側的三相電壓實時運行中瞬時值最大且其極性與所選取的較大一側的最大瞬時值相反的一相的相編號作為所述較小一側的單相電容控制的電容編號；

依據所述較大一側和較小一側的電容編號修改所述開關函數矩陣。

與最接近的現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明提供的一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法，克服了HB-M3C包含大量級聯功率子模塊時開關表龐大難以實現對HB-M3C進行靈活、有效控制的技術缺陷，能夠在不使用開關表的情況下快速計算開關函數矩陣；

2、本發明提供的一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法，通過構建連接短路支路的矩陣換流器的開關函數矩陣，在此基礎修改該開關函數矩陣可以使得快速計算出開關函數矩陣；

3、本發明提供的一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法，通過比較系統輸入側和輸出側的零矢量占空比，進而確定輸入側與輸出側在單相電容控制時的電容編號，可以有效、準確地選擇單相電容支路，從而在不使用開關表的情況下快速計算開關函數矩陣。

附圖說明

圖1：本發明實施例中一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法流程圖；

圖2：本發明實施例中構建矩陣換流器的開關函數矩陣的方法流程圖；

圖3：本發明實施例中HB-M3C結構示意圖；

圖4：圖3中功率子模塊的結構示意圖；

圖5：本發明實施例中HB-M3C輸入側和輸出側三相電壓矢量運行圖；

圖6：本發明實施例中空間電壓矢量的相鄰矢量示意圖；

圖7：本發明實施例中零矢量占空比較大一側的三相電壓實時運行示意圖；

圖8：本發明實施例中零矢量占空比較小一側的三相電壓實時運行示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

下面分別結合附圖，對本發明實施例提供的一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法進行說明。

圖1為本發明實施例中一種級聯H橋型矩陣換流器的運行方法流程圖，如圖所示，本實施例中級聯H橋型矩陣換流器的運行方法包括下述步驟：

步驟S1：采集系統輸入側和輸出側的三相電壓。

步驟S2：獲取三相電壓的空間矢量。本實施例中采用Clarke變換法分別將輸入側的三相電壓矢量和輸出側的三相電壓矢量轉換為兩相靜止坐標系下的空間矢量。

步驟S3：構建矩陣換流器的開關函數矩陣。

步驟S4：對開關函數矩陣譯碼得到矩陣換流器的驅動觸發脈沖。