[發明專利]模塊化多電平變換器二倍頻環流抑制方法、系統及控制器

在審

• 申請號: 202011073523.0
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112787526A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 岳雨霏;楊禧;唐欣;王文
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/49;H02M1/32
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據上橋臂電壓u_px、上橋臂電流i_px、下橋臂電壓u_nx、下橋臂電流i_nx，確定上橋臂瞬時有功功率p_px和下橋臂瞬時有功功率p_nx，其中，x代表模塊化多電平變換器任意一相，x＝a,b,c；

2)根據上橋臂瞬時有功功率p_px和下橋臂瞬時有功功率p_nx，計算上、下橋臂瞬時有功功率的總和及差值并確定能量波動總和及能量波動差值計算二倍頻諧振環流抑制信號u_{z2_x}；

3)根據直流側電壓U_dc、交流側輸出電壓指令值二倍頻諧振環流抑制信號u_{z2_x}，計算上橋臂最終電壓指令值和下橋臂最終電壓指令值

4)根據能量波動總和及能量波動差值結合子模塊電容電壓額定值U_cN、子模塊電容值C、每個橋臂級聯子模塊數N，計算上橋臂含電壓波動值的子模塊電容電壓和下橋臂含電壓波動值的子模塊電容電壓

5)根據上橋臂最終電壓指令值和下橋臂最終電壓指令值上橋臂含電壓波動值的子模塊電容電壓和下橋臂含電壓波動值的子模塊電容電壓確定上橋臂最終投入子模塊數N_px和下橋臂最終投入子模塊數N_nx，從而確定上橋臂最終投入的子模塊和下橋臂最終投入的子模塊。

2.根據權利要求1所述的模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，能量波動總和及能量波動差值的計算公式分別為：

其中，

3.根據權利要求1所述的模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，步驟2)中，提取二倍頻諧振環流抑制信號u_{z2_x}的具體實現過程包括：

I)利用下式計算環流實際值i_zx：

II)采集上、下橋臂所有子模塊的電容電壓u_dci，確定所有子模塊的電容電壓之和的穩態值其中，i代表任意一個子模塊，i＝1～N；

III)將所有子模塊的電容電壓之和的穩態值與其給定值之差輸入電壓反饋控制器，得到環流指令值

IV)將環流實際值i_zx與環流指令值之差進行環流誤差消除操作，提取二倍頻諧振環流抑制信號u_{z2_x}。

4.根據權利要求1所述的模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，步驟3)中，上橋臂最終電壓指令值和下橋臂最終電壓指令值的計算公式為：

5.根據權利要求1～4之一所述的模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，步驟5)中，上橋臂最終投入子模塊數N_px和下橋臂最終投入子模塊數N_nx的計算公式為：

6.根據權利要求5所述的模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制方法，其特征在于，步驟5)中，確定上橋臂最終投入的子模塊和下橋臂最終投入的子模塊的具體實現過程包括：

A)針對單個橋臂，采集該橋臂所有子模塊電容電壓，并依據電容電壓值由小到大的排序原則，對子模塊進行排序；

B)根據該橋臂的橋臂電流充放電方向，結合子模塊排序結果，確定最終投入的目標子模塊：當橋臂電流為正時，按照由小到大的排序結果，根據需要投入的子模塊數，從序號最小的子模塊開始依次投入子模塊；當橋臂電流為負時，根據需要投入的子模塊數，從序號最大的子模塊開始依次投入子模塊。

7.一種模塊化多電平變換器二倍頻諧振環流抑制系統，其特征在于，包括處理器；所述處理器被配置或編程為用于執行權利要求1～6之一所述方法的步驟。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述處理器與采集單元通信；所述采集單元用于采集模塊化多電平變換器橋臂子模塊電容電壓和橋臂電流。