[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器預(yù)充電的方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211510822.5
• 申請(qǐng)日: 2022-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116131591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈魯;孫長(zhǎng)平;張雪垠;郭明珠;湯雪騰;賈娜;崔彬;茍立峰;趙彪;周興達(dá);余占清;唐博進(jìn);曾嶸;尹立坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/36
• 分類號(hào): H02M1/36;H02J7/00;H02J7/34;H02M7/483
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖

本發(fā)明提供一種模塊化多電平換流器預(yù)充電的方法及系統(tǒng)，其中，所述方法包括：在第一預(yù)充電階段：對(duì)模塊化多電平換流器的半橋子模塊充電，直至充電電流下降至電流Isubgt;c/subgt;；在第二預(yù)充電階段：控制所述半橋子模塊的充電電流保持為電流Isubgt;c/subgt;，以使所述半橋子模塊以最大功率Psubgt;max/subgt;充電；在第三預(yù)充電階段：控制模塊化多電平換流器的直流側(cè)輸出電壓Usubgt;o/subgt;減小，以使所述半橋子模塊的充電功率在最大功率Psubgt;max/subgt;的基礎(chǔ)上逐漸下降。本發(fā)明無(wú)需進(jìn)行閉環(huán)電流控制，實(shí)施簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化多電平換流器預(yù)充電的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

新能源發(fā)電蓬勃發(fā)展，以光伏為代表的新能源，其輸出電壓為直流，采用直流電網(wǎng)匯集和輸送可減少變換環(huán)節(jié)，提高發(fā)電效率。

模塊化多電平換流器是一種基于半橋、全橋等模塊級(jí)聯(lián)組合而成的電力電子變換器，它具有耐高壓、容量大、損耗小等特點(diǎn)。基于模塊化多電平換流器可構(gòu)成AC/DC變換器和DC/DC變換器，實(shí)現(xiàn)交直流電網(wǎng)互聯(lián)或多電壓等級(jí)直流電網(wǎng)組網(wǎng)。

模塊化多電平換流器的模塊內(nèi)部含有電容器，在啟動(dòng)階段電容器電壓為0，需要為其預(yù)充電。為了避免充電過(guò)程的沖擊電流，有多種軟啟動(dòng)策略。啟動(dòng)的速度、啟動(dòng)策略的復(fù)雜程度是衡量啟動(dòng)策略優(yōu)劣的主要指標(biāo)。現(xiàn)有快速預(yù)充電策略需要閉環(huán)電流控制較復(fù)雜，不利于實(shí)施，且而開(kāi)環(huán)預(yù)充電策略則充電速度較慢，不利于縮短停電時(shí)間，這兩種方式的預(yù)充電策略都不利于實(shí)施。

因此，需要設(shè)計(jì)一種模塊化多電平換流器預(yù)充電的方法及系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種模塊化多電平換流器預(yù)充電的方法，其中，所述方法包括：

在第一預(yù)充電階段：對(duì)模塊化多電平換流器的半橋子模塊充電，直至充電電流下降至電流I_c；

在第二預(yù)充電階段：控制所述半橋子模塊的充電電流保持為電流I_c，以使所述半橋子模塊以最大功率P_max充電；

在第三預(yù)充電階段：控制模塊化多電平換流器的直流側(cè)輸出電壓U_o減小，以使所述半橋子模塊的充電功率在最大功率P_max的基礎(chǔ)上逐漸下降。

進(jìn)一步地，為模塊化多電平換流器的半橋子模塊充電，直至充電電流下降至電流I_c，包括：

控制與模塊化多電平換流器直流側(cè)連接的預(yù)充電電路中的開(kāi)關(guān)K2處于分位，并閉合預(yù)充電電路中的開(kāi)關(guān)K1，以投入預(yù)充電電路中的預(yù)充電電阻R_c；

控制模塊化多電平換流器中的半橋子模塊閉鎖，以使直流電網(wǎng)經(jīng)預(yù)充電電阻R_c為半橋子模塊充電，直至充電電流下降至電流I_c。

進(jìn)一步地，控制所述半橋子模塊的充電電流保持為電流I_c，包括：

所述預(yù)充電電阻R_c保持投入；

調(diào)節(jié)模塊化多電平換流器的直流側(cè)輸出電壓U_o等于n倍直流系統(tǒng)電壓U_dc，以使充電電流恒為電流I_c。

進(jìn)一步地，在充電電流恒為電流I_c的充電過(guò)程中：

控制調(diào)制比M的值滿足第一閾值，以使直流側(cè)輸出電壓U_o恒等于n倍直流系統(tǒng)電壓U_dc；

其中第一閾值通過(guò)如下公式確定：