[發(fā)明專利]一種混合型MMC啟動充電方法

有效

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110048593B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 羅永捷;蒲羿;宋勇輝;歐陽金鑫;熊小伏;張連升
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/36
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種混合型MMC啟動充電方法，所述混合型MMC包括與三相交流電一一對應的三個相單元，三個相單元并聯(lián)；每個相單元均包含串聯(lián)的上橋臂與下橋臂，并且上橋臂包含串聯(lián)的N₁個半橋子模塊與N₂個全橋子模塊，下橋臂包含串聯(lián)的N₁個半橋子模塊與N₂個全橋子模塊，每個上橋臂與下橋臂的N₁個半橋子模塊中的冗余半橋子模塊數(shù)均為M₁，每個上橋臂與下橋臂的N₂個全橋子模塊中的冗余全橋子模塊數(shù)為均M₂；其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：啟動混合型MMC交流側，換流閥閉鎖；交流斷路器合閘，對混合型MMC中的全部半橋子模塊與全橋子模塊進行預充電；

步驟2：當混合型MMC的半橋子模塊的電容電壓達到預充電電壓U_C1,0與全橋子模塊的電容電壓達到預充電電壓U_C2,0時，進入步驟3；

步驟3：換流閥解鎖，進入受控充電階段1：采用排序均壓算法根據(jù)子模塊充電投入子模塊參考數(shù)對每個相單元進行充電控制，維持每個相單元的半橋子模塊的充電投入個數(shù)為N₁；上橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refu的計算公式為：

其中，round[]表示最近取整函數(shù)，N₁表示每個相單元中上橋臂的半橋子模塊個數(shù)，U_mcosωt表示隨時間變化的交流側電壓函數(shù)，U_m表示交流側相電壓峰值，U_C,ave表示單相橋臂投入充電的子模塊的當前平均電容電壓，由該橋臂內所有半橋子模塊和全橋子模塊電容電壓之和除以半橋子模塊和全橋子模塊總數(shù)(N₁+N₂)得到；

計算上橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refu：

若0≤n_refu≤N₁，則進入步驟4；

若N₁＜n_refu≤N₁+N₂，則進入步驟5；

若-N₂≤n_refu<0，則進入步驟6；

步驟4：計算下橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refl：n_refu+n_refl＝N₁；此時n_refl將落入0≤n_refl≤N₁的取值范圍內；上橋臂投入n_refu個半橋子模塊，下橋臂投入n_refl個半橋子模塊，旁路上橋臂與下橋臂的全橋子模塊，從而維持每個相單元的半橋子模塊的充電投入個數(shù)為N₁，使得直流母線電壓U_dc在受控充電階段1由半橋子模塊數(shù)N₁與半橋子模塊電容電壓決定；

步驟5；計算下橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refl：n_refu+n_refl＝N₁，此時n_refl將落入-N₂≤n_refl＜0的取值范圍內；上橋臂投入N₁個半橋子模塊進行充電，并且投入-n_refl個全橋子模塊輸出正電平，旁路其余全橋子模塊；同時，下橋臂投入-n_refl個全橋子模塊輸出負電平，旁路其余子模塊；從而維持每個相單元的半橋子模塊的充電投入個數(shù)為N₁，使得直流母線電壓U_dc在受控充電階段1由半橋子模塊數(shù)N₁與半橋子模塊電容電壓決定；

步驟6：計算下橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refl：n_refu+n_refl＝N₁，此時n_refl將落入N₁＜n_refl≤N₁+N₂范圍內，下橋臂投入N₁個半橋子模塊進行充電，并且投入-n_refu個全橋子模塊輸出正電平，旁路其余全橋子模塊；同時，上橋臂投入-n_refu個全橋子模塊輸出負電平，旁路其余子模塊；從而維持每個相單元的半橋子模塊的充電投入個數(shù)為N₁，使得直流母線電壓U_dc在受控充電階段1由半橋子模塊數(shù)N₁與半橋子模塊電容電壓決定；

步驟7：判斷每個相單元的投入充電的子模塊的當前平均電容電壓U_C,ave是否升至額定電容電壓U_C,m；若是，則進入步驟8；若否，則回到步驟3；

步驟8：進入受控充電階段2：MMC直流側串聯(lián)子模塊數(shù)逐漸由N₁個提升至(N₁-M₁)+(N₂-M₂)，直到直流母線電壓U_dc達到額定電壓U_dc,ref，從而完成混合型MMC啟動充電。