[發明專利]基于環流注入的模塊化多電平變換器損耗優化控制方法有效

申請號：	202110552325.0	申請日：	2021-05-20
公開（公告）號：	CN113078836B	公開（公告）日：	2022-07-19
發明（設計）人：	鄧富金;蔣鵬遠;趙紀峰	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	H02M7/483	分類號：	H02M7/483
代理公司：	北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357	代理人：	王玉
地址：	210096 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于環流注入模塊化電平變換器損耗優化控制方法
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【權利要求書】：

1.基于環流注入的模塊化多電平變換器損耗優化控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、利用模塊化多電平變換器有功功率和無功功率計算得到模塊化多電平變換器交流側電流i_a的表達式其中I_m為交流側電流幅值，ω為電網角頻率，為功率因數角；

S2、利用公式i_dc＝P/V_dc計算得到模塊化多電平變換器直流側電流i_dc，其中P為模塊化多電平變換器有功功率，V_dc為模塊化多電平變換器直流側電壓；

S3、在所注入二次環流和四次環流的幅值和相角取值范圍內，利用橋臂電流表達式其中I_2m為所注入二次環流的幅值，θ₂為所注入二次環流的相角，I_4m為所注入四次環流的幅值，θ₄為所注入四次環流的相角，求取模塊化多電平變換器子模塊總損耗，并將計算結果構建模塊化多電平變換器子模塊總損耗數據集；

S4、找到模塊化多電平變換器子模塊總損耗數據集中最小的總損耗值所對應的I_2m、θ₂、I_4m和θ₄，依據三相環流表達式將環流注入到模塊化多電平變換器三相橋臂中，實現模塊化多電平變換器損耗降低；

所述S3中的二次環流和四次環流的幅值和相角取值范圍具體為：

其中I_2mm為二次環流幅值閾值，I_4mm為四次環流幅值閾值；

所述S3中的模塊化多電平變換器子模塊總損耗P_Loss根據公式P_Loss＝P_conT1+P_conT2+P_conD1+P_conD2+P_swT1+P_swT2+P_swD1+P_swD2求得，P_conT1為子模塊第一功率開關T1的導通損耗，P_conT2為子模塊第二功率開關T2的導通損耗，P_conD1為子模塊第一二極管D1的導通損耗，P_conD2為子模塊第二二極管D2的導通損耗，P_swT1為子模塊第一功率開關T1的開關損耗，P_swT2為子模塊第二功率開關T2的開關損耗，P_swD1為子模塊第一二極管D1的開關損耗，P_swD2為子模塊第二二極管D2的開關損耗；

P_conT1、P_conT2、P_conD1、P_conD2的計算方法具體為：

T_f＝2π/ω

i_T1為流過子模塊第一功率開關T1的電流，i_T2為流過子模塊第二功率開關T2的電流，i_D1為流過子模塊第一二極管D1的電流，i_D2為流過子模塊第二二極管D2的電流；V_T0為功率開關的通態零電流壓降，V_D0為二極管的通態零電流壓降；R_ce為功率開關的通態電阻，R_d為二極管的通態電阻；

P_swT1、P_swT2、P_swD1、P_swD2的計算方法具體為：

E_on()為功率開關導通能量函數，E_off()為功率開關關斷能量函數，E_rec()為二極管反向恢復能量函數，u_c為子模塊電容電壓；

若橋臂電流i_au0且子模塊處于投入狀態，此時i_T1＝0，i_T2＝0，i_D1＝i_au，i_D2＝0；若橋臂電流i_au0且子模塊處于切除狀態，此時i_T1＝0，i_T2＝i_au，i_D1＝0，i_D2＝0；若橋臂電流i_au0且子模塊處于投入狀態，此時i_T1＝-i_au，i_T2＝0，i_D1＝0，i_D2＝0；若橋臂電流i_au0且子模塊處于切除狀態，此時i_T1＝0，i_T2＝0，i_D1＝0，i_D2＝-i_au。