[發明專利]一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法

有效

• 申請號: 201710199570.1
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN106877726B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 李睿;張弢;王平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/5395;H02M1/12;H02J3/12
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

1.一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其特征在于：

所述變流器拓撲包括三個相單元，每個相單元均包括上橋臂、下橋臂、上橋臂電感、下橋臂電感，所述上橋臂的正極端作為相單元的直流出線正極端，所述上橋臂的負極端與所述上橋臂電感的一端相連，所述上橋臂電感的另一端與所述下橋臂電感的一端相連，作為相單元的交流出線端，并串聯電抗器連接到電網，所述下橋臂電感的另一端與所述下橋臂的正極端相連，所述下橋臂的負極端作為相單元的直流出線負極端；三個相單元中的所述上橋臂、所述下橋臂均由半橋子模塊和類全橋儲能子模塊混合串聯而成；

所述類全橋儲能子模塊包括：第二直流電容器、電池、電池電感、第三可控開關器件、第四可控開關器件、第五可控開關器件、第六可控開關器件、第七可控開關器件、第八可控開關器件、第三續流二極管、第四續流二極管、第五續流二極管、第六續流二極管；其中：所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件、所述第六可控開關器件的集電極分別與所述第三續流二極管、所述第四續流二極管、所述第五續流二極管、所述第六續流二極管的陰極相連；所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件、所述第六可控開關器件的發射極分別與所述第三續流二極管、所述第四續流二極管、所述第五續流二極管、所述第六續流二極管的陽極相連；所述第三可控開關器件的集電極與所述第二直流電容器的陽極相連；所述第四可控開關器件的發射極與所述第二直流電容器、所述電池的陰極相連；所述第三可控開關器件的發射極作為類全橋儲能子模塊的正極端，并與所述第七可控開關器件的一端相連；所述第四可控開關器件的發射極與所述第八可控開關器件的一端相連并作為類全橋儲能子模塊的負極端；所述第七可控開關器件、所述第八可控開關器件的另一端與所述電池電感的一端相連；所述電池電感的另一端與所述電池的陽極相連；所述第三可控開關器件、所述第四可控開關器件、所述第五可控開關器件、所述第六可控開關器件、所述第七可控開關器件、所述第八可控開關器件的柵極均與控制電路相連；

所述第三、四、五、六可控開關器件采用載波移相脈寬調制的方法；在整流、逆變工況下，以能量守恒、子模塊電容電壓一個工頻周期穩定和線性調制為前提，計算獲得半橋子模塊與類全橋儲能子模塊的調制比；根據每相待輸出指令電壓波形，確定每相上橋臂、下橋臂中每個半橋子模塊與類全橋儲能子模塊的調制波，根據每相上橋臂、下橋臂中每個半橋子模塊與類全橋儲能子模塊的載波和半橋子模塊與類全橋儲能子模塊的調制波進行比較產生控制信號，分別控制每相上橋臂、下橋臂中每個半橋子模塊與類全橋儲能子模塊的投入或切斷。

2.根據權利要求1所述的一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其特征在于：所述的類全橋儲能子模塊在正常工況時：所述第八可控開關器件導通，所述第七可控開關器件關斷；

所述的類全橋儲能子模塊在直流側短路工況時：所述第七可控開關器件導通，所述第八可控開關器件關斷。

3.根據權利要求1所述的一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其特征在于：所述的半橋子模塊，包括：第一直流電容器、第一可控開關器件、第二可控開關器件、第一續流二極管、第二續流二極管；其中：

所述第一可控開關器件、所述第二可控開關器件的集電極分別與所述第一續流二極管、所述第二續流二極管的陰極相連；所述第一可控開關器件、所述第二可控開關器件的發射極分別與所述第一續流二極管、所述第二續流二極管的陽極相連；所述第一可控開關器件的集電極與所述第一直流電容器的陽極相連；所述第二可控開關器件的發射極與所述第一直流電容器的陰極相連；所述第一可控開關器件、第二可控開關器件的柵極均與控制電路相連。

4.根據權利要求1-3任一項所述的一種具有故障穿越能力的儲能型變流器拓撲的控制方法，其特征在于，所述半橋子模塊與所述類全橋儲能子模塊中的調制比的直流分量與交流分量峰值存在約束，且讓變流器穩定工作的調制比不唯一。