[發明專利]一種高壓直流輸電用模塊化多電平換流器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710675899.0
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107482928B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 馮一軒
• 申請（專利權）人: 馮一軒
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H02M7/487;H02M7/5387;H02J3/36
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 張偉

1.一種高壓直流輸電用模塊化多電平換流器的控制方法，其特征在于，包括：

步驟1、控制器采集前控制周期上、下橋臂投入的子模塊量N_on-1和切出的子模塊量N_off-1；

步驟2、本周期，控制器根據需要投入子模塊數量N_on-2和切出的子模塊數量N_off-2、橋臂電流方向判斷執行的工作模式；所述工作模式包括：當需要投入或者切出的子模塊數量不變，橋臂電流大于零，為第一模式；當需要投入或者切出的子模塊數量不變，橋臂電流小于零，為第二模式；當需要投入子模塊數量增加，橋臂電流大于零，為第三模式；當需要投入子模塊數量增加，橋臂電流小于零，為第四模式；當需要投入子模塊數量減少，需要切除子模塊數量增加，橋臂電流大于零，為第五模式；當需要投入子模塊數量減少，需要切除子模塊數量增加，橋臂電流小于零，為第六模式；

步驟3、對子模塊按照電壓-頻率權重值從大到小的順序進行排序，電壓-頻率權重法包括計算電壓-頻率權重的步驟：

其中，U_i為第i個子模塊的電容電壓值；f_i為第i個子模塊的開關頻率；λ_i為電流影響因子；w_1i為第i個子模塊的電壓權重系數；w_2i為第i個子模塊的頻率權重系數；當電流影響因子λ等于1時，當電流影響因子λ等于-1時，其中，平均電壓

步驟4、模塊化多電平換流器進入相應工作模式：

所述第一模式將已投入的最大的子模塊與處于切出狀態最小的子模塊開始對調，將已投入第二大的子模塊與處于切出狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至投入子模塊的電壓與處于切出狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z；

當執行第二模式時，將已切出的最大的子模塊與處于投入狀態最小的子模塊開始對調，將已切出第二大的子模塊與處于投入狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至切出子模塊的電壓與處于投入狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z；

所述第三模式時，計算需新投入的子模塊數量m，選取處于切出狀態的子模塊中最低的m個子模塊，將m個子模塊切換成投入狀態；再將已投入和處于切出狀態的子模塊進行對調，將已投入的最大的子模塊與剩余的處于切出狀態最小的子模塊開始對調，將已投入第二大的子模塊與剩余的處于切出狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至投入子模塊的電壓與處于切出狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z；

當執行第四模式時，計算需新投入的子模塊數量m，選取處于切出狀態的子模塊中最高的m個子模塊，將m個子模塊切換成投入狀態；再將已投入和處于切出狀態的子模塊進行對調，將剩余的已切出的最大的子模塊與處于投入狀態最小的子模塊開始對調，將剩余的已切出第二大的子模塊與處于投入狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至切出子模塊的電壓與處于投入狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z；

所述第五模式為：計算需新切出的子模塊數量k，選取處于投入狀態的子模塊中最高的k個子模塊，將k個子模塊切換成切出狀態；再將已投入和處于切出狀態的子模塊進行對調，將剩余的已投入的最大的子模塊與處于切出狀態最小的子模塊開始對調，將剩余已投入第二大的子模塊與處于切出狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至投入子模塊的電壓與處于切出狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z；

當執行第六模式時，計算需新切出的子模塊數量k，選取處于投入狀態的子模塊中最低的k個子模塊，將k個子模塊切換成切出狀態；再將已投入和處于切出狀態的子模塊進行對調，將已切出的最大的子模塊與剩余處于投入狀態最小的子模塊開始對調，將已切出的第二大的子模塊與剩余處于投入狀態第二小的子模塊對調，依次進行，直至切出子模塊的電壓與處于投入狀態的子模塊電壓差值ΔU小于設定的電容電壓允許偏差U_z。