[發明專利]基于雙調制波的MMC載波調制方法

有效

• 申請號: 202110282069.8
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112865573B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 江友華;陳芳;郭茂;景旭川;劉恒;朱毅軒;蔡赟
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/539
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種基于雙調制波的MMC載波調制方法，用于對三相MMC變流器進行調制，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據所述三相MMC變流器的拓撲結構，建立所述三相MMC變流器中相單元內上橋臂中投入的子模塊電容電壓之和相單元內下橋臂中投入的子模塊電容電壓之和與直流母線電壓U_dc和交流側輸出電壓u_j之間的關系式：

且得到交流側理想輸出電壓為：

通過公式(1)和公式(2)得到任意時刻內每個所述相單元中的所述上橋臂、所述下橋臂投入子模塊電容電壓之和的參考值分別為：

分別作為所述上橋臂、所述下橋臂的原始調制波；

步驟2，根據子模塊電容電壓均衡原則將每個橋臂的所述原始調制波分成兩份，將所述下橋臂的所述原始調制波分為第一調制波和第二調制波且和滿足如下關系：

所述第一調制波采用獨立PWM調制，所述第二調制波采用LSPWM調制，并將所述第一調制波和所述第二調制波所對應的載波進行反相，得到橋臂電平兩倍的等效開關頻率輸出，并對所述上橋臂的所述原始調制波進行相同處理，完成調制；

其中，公式(1)中，和分別表示相單元內上橋臂、下橋臂中投入的子模塊電容電壓之和，U_dc為直流母線電壓，表示為每個相單元內投入的子模塊電容電壓之和，

公式(2)中，M(0≤M≤1)為調制比，ω為角頻率，

公式(4)中，N為子模塊的數量。

2.根據權利要求1所述的基于雙調制波的MMC載波調制方法，其特征在于：

其中，所述步驟2中，所述第一調制波采用獨立PWM調制，通過確定偏離目標均壓值最大的子模塊，并為其定量精準分配所述第一調制波包括以下步驟：

根據所述原始調制波對橋臂內所有電容電壓在載波周期內的變化值ΔV_{SUM_SM}進行預估：

公式(5)中D_{SUM_SM}為該載波周期中橋臂內所有功率單元子模塊的PWM脈沖驅動信號的占空比之和，計算公式如下：

并得到該載波周期調制后當前橋臂內的所有子模塊的電容電壓平均值為：

再通過求取當前橋臂子模塊電容電壓值V_SMi與之間的差值ΔV_SMi，根據最大絕對值偏離max(|ΔV_SMi|)求得偏離最大的子模塊在該載波周期內的理想投入時間即為該功率單元的理想驅動脈沖占空比D_{ref1_SM}，即可求得所述第一調制波為：

公式(5)中，i_nj為橋臂電流，C_val為子模塊的電容值，f_DMW為橋臂電平等效開關頻率。

3.根據權利要求1所述的基于雙調制波的MMC載波調制方法，其特征在于：

其中，所述步驟2中，所述第二調制波采用LSPWM調制，所述第二調制波根據LSPWM傳統定性均壓策略進行排序分配，包括以下步驟：

在所述LSPWM調制中對所述第二調制波進行取整層疊分配，所有子模塊在任意載波周期內均只存在多路01電平和一路PWM脈沖三種形式的驅動信號，所述三相MMC變流器中各功率單元完全獨立，根據電容元件的儲能特性，對各個子模塊的電容電壓值進行排序，根據不同子模塊的電容電壓值將所述驅動信號分配于相應的子模塊完成電容電壓的動態均衡，在橋臂電流i_nj＞0時，投入電容電壓最小的子模塊，橋臂電流i_nj＜0時，投入電容電壓最大的子模塊。