[發明專利]一種三相串聯混合式MMC拓撲結構及控制方法

在審

• 申請號: 202111274054.3
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113992053A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 劉忠;劉超吾;陳武;蘭建西;劉恒門;李培培;詹昕;張宸
• 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: H02M7/72
• 分類號: H02M7/72;H02J5/00;H02J3/18
• 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

1.一種三相串聯混合式MMC拓撲結構，包括直流側電路和交流側電路，其特征在于，

所述直流側電路包括A、B、C三相串聯連接的橋臂電路，三相的所述橋臂電路具有相同結構；所述直流側電路的兩端，分別連接直流側的正負端口；任一相的所述橋臂電路的兩端均并聯有電容，且三相的所述電容串聯連接；

所述交流側電路包括分別連接三相的所述橋臂電路的三個全橋子模塊閥串、三個電感和三個變壓器；

所述橋臂電路包括上子模塊閥串、下子模塊閥串，分別記為arm1、arm2；所述arm1和arm2之間還串聯連接有開關電路；所述開關電路包括四個串接的橋臂開關組，記為S1、S2、S3和S4；所述S1、S2之間設上抽頭，所述S3、S4之間設下抽頭，所述S1、S3之間設左抽頭，所述S2、S4之間設右抽頭；所述上抽頭連接所述arm1的下端，所述下抽頭連接所述arm2的上端；所述全橋子模塊閥串的一端連接所述左抽頭，另一端串接所述電感后連接所述變壓器的原邊上端；所述右抽頭連接所述變壓器的原邊下端；

三個所述變壓器的副邊上端分別形成交流側A、B、C三相的輸出口，三個所述變壓器的副邊下端相互連接形成交流側的中性點。

2.根據權利要求1所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構，其特征在于，所述上子模塊閥串、下子模塊閥串的子模塊數量之和，等于所述全橋子模塊閥串的子模塊數量。

3.根據權利要求1所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構，其特征在于，所述上子模塊閥串或下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所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構，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1所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構，其特征在于，所述變壓器的原/副邊繞組采用Δ/Y連接或Δ/Δ連接。

6.一種三相串聯混合式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述橋臂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；負半周期時，S2和S3閉合，S1和S4斷開；

三相的所述橋臂電路的工作周期的控制方法相同且控制同步。

7.根據權利要求6所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述橋臂電路的電壓為：

所述全橋子模塊閥串的電壓為：

其中，i指代A相、B相、C相中的任一相；m為調制比；k＝0，1，2，3，…，n(n為整數)；V_dc為直流側端口電壓；為任一相的相電壓初相位；β為相電壓與相電流的相位差；α為功率平衡角一；γ為功率平衡角二；ω為角頻率；t為時間。

8.根據權利要求7所述的一種三相串聯混合式MMC拓撲結構的控制方法，其特征在于，所述功率平衡角一α和功率平衡角二γ，用于實現所述橋臂電路的功率平衡和所述全橋子模塊閥串的功率平衡。