[發明專利]一種應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法

有效

• 申請號: 201911275979.2
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111030487B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 劉進軍;宋曙光;陳星星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取換流器相內子模塊電容電壓和u_∑，再將換流器相內子模塊電容電壓和u_∑與電壓指令值2U_dc進行比較，其中，U_dc為直流母線電壓，得直流誤差信號u_error；

2)將所述直流誤差信號u_error通過低通濾波器進行低通濾波，以去除其中的諧波成分及噪聲，得濾波后的直流誤差信號u_error，LPF；

3)將濾波后的直流誤差信號u_error，LPF送入比例積分控制器中，并將比例積分控制器的輸出信號送入極點補償器中，然后將極點補償器的輸出作為電壓調節指令Δu^*；

4)將步驟3)得到的電壓調節指令Δu^*添加到模塊化多電平換流器上下橋臂的電壓指令中，得最終的電壓指令，然后根據最終的電壓指令控制換流器的相電容電壓。

2.根據權利要求1所述的應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法，其特征在于，步驟1)的具體操作為：

11)通過采樣電路獲取換流器上下橋臂子模塊中電容電壓瞬時值u_cU，i和u_cL，i，得換流器相內子模塊電容電壓和u_∑為：

u_∑＝∑u_cU，i+∑u_cL，i (1)

其中，下標U及L分別代表上橋臂及下橋臂，i表示第i個子模塊；

12)將直流母線電壓2U_dc減去換流器相內子模塊電容電壓和u_∑，得直流誤差信號u_error，其中，所述直流誤差信號u_error中包含電容電壓波動分量及其他諧波噪聲分量。

3.根據權利要求2所述的應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法，其特征在于，步驟2)的具體操作為：

低通濾波器采用Butterworth型的二階低通濾波器，其傳遞函數如式(2)所示，將步驟1)得到的直流誤差信號u_error送入該低通濾波器中，以濾除其中的電容電壓波動分量及諧波噪聲分量，得濾波后直流誤差信號u_error，LPF；

其中，f_c為截止頻率，f_c為10Hz。

4.根據權利要求1所述的應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法，其特征在于，步驟3)的具體操作為：

比例積分控制器的傳遞函數如式(3)所示，將濾波后的直流誤差信號u_error，LPF送入該比例積分控制器中；

其中，k_P為比例增益，T為積分時間常數；

極點補償器的傳遞函數如式(4)所示；

其中，k_pole為增益，p為極點位置。

5.根據權利要求1所述的應用于模塊化多電平換流器的相電容電壓控制方法，其特征在于，步驟4)的具體操作為：

將電壓調節指令Δu^*分別作用于上下橋臂的開關函數S_U(t)及S_L(t)中，以實現換流器相電容電壓的控制，其中，上下橋臂的開關函數S_U(t)及S_L(t)的表達式為：