[發明專利]一種MMC型能量路由器的兩級控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810971123.8
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858754A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 段青;盛萬興;沙廣林;趙彩虹;馬春艷;李振;李鵬華
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/483;H02J3/02
• 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

1.一種MMC型能量路由器的兩級控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根據所述MMC型能量路由器的交流側三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓和電流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號；

根據MMC型能量路由器中的所有MMC子模塊電容電壓和所述每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各DAB模塊的脈沖信號；

分別利用MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號和各DAB模塊的脈沖信號對MMC型能量路由器進行兩級控制。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述MMC型能量路由器的交流側三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓和電流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號，包括：

a.設定直流電壓指令值；

b.將所述直流電壓指令值和所述每相MMC子模塊的電壓平均值之間的差值輸入到比例積分調節器，得到指令有功電流值；

c.將所述指令有功電流值進行dq/αβ坐標變換得到兩相靜止坐標系下的指令電流，將所述兩相靜止坐標系下的指令電流分別與所述MMC型能量路由器的交流側三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電流之間的差值輸入比例諧振調節器得到電壓指令值；

d.將所述電壓指令值與所述MMC型能量路由器的交流側三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓之間的差值進行αβ/abc坐標變換得到三相電壓指令值；

e.將所述三相電壓指令值除以每相子模塊數n得到A、B、C三相單元的調制波，所述調制波通過載波移相調制得到各MMC子模塊的脈沖信號。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據MMC型能量路由器中的所有MMC子模塊電容電壓和所述每相MMC子模塊電壓平均值確定MMC型能量路由器中各DAB模塊的脈沖信號，包括：

f.設定輸出電壓指令值；

g.將所述每相MMC子模塊電容電壓值和所述每相MMC子模塊電壓平均值之間的差值輸入到比例積分調節器，得到每個DAB模塊的移相比修正值；

h.將低壓直流輸出側電壓和所述輸出電壓指令值之間的差值輸入到比例積分調節器，得到DAB模塊的公共移相比；

i.根據所述DAB模塊的公共移相比和所述每個DAB模塊的移相比修正值之間的差值得到對應DAB模塊的移相比，通過移相調制得到每個DAB模塊的脈沖信號。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述MMC型能量路由器包括：依次連接的三相半橋型MMC、多DAB并聯輸出系統和逆變器。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述三相半橋型MMC包括：每相包含上、下兩個橋臂，每個橋臂均由n個半橋型子模塊串聯而成；

其中，所述半橋型子模塊包括兩個IGBT管，每個IGBT管反向并聯一個二極管，上側IGBT管的發射極與下側IGBT管的集電極相連，兩個IGBT管與電容并聯形成直流輸出端；

所述多DAB并聯輸出系統包括：與所述三相半橋型MMC子模塊數量相等的DAB模塊；

其中，所述DAB模塊包括兩組H橋和一個中頻變壓器，兩組H橋的交流端分別與中頻變壓器的原副邊相連，位于原邊一端的H橋的直流側與MMC子模塊電容直流輸出端相連，位于副邊一端的H橋的直流側與同相其它DAB端口并聯構成直流輸出；

所述逆變器為三相四線制逆變器，輸入端與系統低壓直流端口相連；

其中，所述三相四線制逆變器由四個橋臂組成，每個橋臂有兩個IGBT管，分別反向并聯一個二極管。