[發明專利]一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法

有效

• 申請號: 202111107101.5
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113872459B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 劉忠;劉江東;陳武;王亞軍;蘭建西;阮文青;梅軍;彭冰月
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司揚州供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M7/68;H02M7/797
• 代理公司: 揚州市蘇為知識產權代理事務所(普通合伙) 32283
• 代理人: 賈俊偉

1.一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，用于直流到交流的轉換，

包括A、B、C三相串聯連接的橋式電路，所述三相串聯連接的橋式電路的兩端，分別連接直流側的正負端口；

每一相的所述橋式電路的輸入端均并聯有電容，且三相的所述電容串聯連接；其特征在于，

所述橋式電路包括四個子模塊閥串，記為arm1、arm2、arm3和arm4；和四個橋臂開關組，記為S1、S2、S3和S4；

所述arm1和所述S1串聯形成橋臂一，arm2和S3串聯形成橋臂二，arm3和S2串聯形成橋臂三，arm4和S4串聯形成橋臂四；

所述arm1、S1、S3和arm2依次串聯形成左橋臂組，arm3、S2、S4和arm4依次串聯形成右橋臂組；所述左橋臂組與右橋臂組并聯連接；

所述左橋臂組中S1和S3之間設抽頭一，所述右橋臂組中S2和S4之間設抽頭二，所述抽頭一連接電感器，而后再連接變壓器原邊繞組的上端子；所述抽頭二連接變壓器原邊繞組的下端子；所述變壓器的副邊繞組為交流側的輸出口；

即A相的橋式電路的變壓器在副邊形成交流側A相端口、B相的橋式電路的變壓器在副邊形成交流側B相端口、C相的橋式電路的變壓器在副邊形成交流側C相端口，最終實現直流側正負端口到交流側三相端口的轉換；使得工作時，橋臂開關組工頻切換，沒有相鄰橋臂之間的環流，取消了橋臂濾波電感；

三相的所述橋式電路的工作周期分為正半周期和負半周期：

正半周期時，S1和S4閉合， S2和S3斷開，arm1和arm4接入電路工作，形成1-4橋臂組，1-4橋臂組的電壓為V_iu=–V_i×sin(ωt+θ)，周期為α+θ+φ≤ωt≤α+θ+φ+π；

負半周期時，S2和S3閉合，S1和S4斷開，arm2和arm3接入電路工作，形成2-3橋臂組，2-3橋臂組的電壓為V_il=–V_i×sin(ωt+θ)，周期為α+θ+φ+π≤ωt≤α+θ+φ+2π；

其中，i指代A相、B相、C相中的任一相；V_iu為i相的1-4橋臂組的電壓；V_il為i相的2-3橋臂組的電壓；V_dc為直流側端口電壓；V_i為i相的交流側電壓；ω為角頻率；t為時間；θ為交流側電壓與電流的相位差；φ為初相位；α為功率平衡角。

2.根據權利要求1所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，三相的所述橋式電路的變壓器具有同向的同名端；

所述變壓器的原邊繞組同名端連接所述電感器；三相的所述橋式電路的變壓器的副邊繞組同名端形成交流側的三相端口，三相的所述橋式電路的變壓器的副邊繞組異名端相連形成中性點。

3.根據權利要求1所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述子模塊閥串為半橋子模塊、全橋子模塊、半橋全橋混合子模塊中的一種或幾種的串聯組合。

4.根據權利要求1所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述橋臂開關組為全控型器件、反向并聯半控型器件中的一種或兩種的同向的串聯組合。

5.根據權利要求4所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，四個子模塊閥串的子模塊數量相等；四個橋臂開關組的器件數量相等。

6.根據權利要求1所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述橋式電路的變壓器采用Δ/Y連接或Δ/Δ連接。

7.根據權利要求1所述的一種串聯式MMC拓撲結構的控制方法的控制方法，其特征在于，功率平衡角α用于實現1-4橋臂組和2-3橋臂組的功率平衡。