申请/专利权人：武汉大学

申请日：2021-10-15

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN113992031B

主分类号：H02M5/00

分类号：H02M5/00;H02M5/458;H02J3/34;H02J3/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2022.02.18#实质审查的生效;2022.01.28#公开

摘要：本发明涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种三端口九边形MMC的中性点偏移电压控制方法，该变换器包括第一交流端口、第二交流端口和第三交流端口，九个首尾相连桥臂的九边形结构；第一交流端口与交流电网相连，第二交流端口、第三交流端口分别与两个低频风电系统相连；该控制方法基于三端口九边形MMC桥臂间功率平衡的条件，采用中性点偏移电压控制方法，抑制各桥臂上导致子模块直压泵升的功率常量，达到子模块电容电压跟踪参考值的目的；防止直压泵升，提升了系统的稳定性。通过均压控制，抑制子模块直压的波动量，达到优化电容参数选型的目的。

主权项：1.一种三端口九边形模块化多电平变换器MMC的中性点偏移电压控制方法，该变换器包括第一交流端口、第二交流端口和第三交流端口，九个首尾相连桥臂的九边形结构，每个桥臂包含n个H桥逆变模块和1个电感，n为≥1的正整数；九边形结构的九个顶点按顺时针依次为R、W、X、S、U、Y、T、V、Z，其中XYZ为第一交流端口，RST为第二交流端口，UVW为第三交流端口，第一交流端口与交流电网相连，第二交流端口、第三交流端口分别与两个低频风电系统相连；第一交流端口、第二交流端口、第三交流端口通过桥臂传递有功功率；其特征在于：基于桥臂间功率平衡条件实现中性点偏移电压控制；该控制方法包括以下步骤：步骤1、端口功率控制：功率平衡条件包含第一交流端口、第二交流端口和第三交流端口的有功功率平衡，公式如下： 式中，Pxyz为第一交流端口的瞬时有功功率、Prst为第二交流端口的瞬时有功功率、Puvw为第三交流端口的瞬时有功功率、Qxyz为第一交流端口的瞬时无功功率、Qrst为第二交流端口的瞬时无功功率、Quvw为第三交流端口的瞬时无功功率；以第一交流端口为参考点，vN1为第二交流端口较第一交流端口的中性点偏移电压，vN2为第三交流端口较第一交流端口的中性偏移电压；icir为环流；在功率平衡控制前端增加总体直压稳定，采用PI控制使各子模块电容直压均值vdc_avg收敛于电容电压参考值vdc_ref；控制器输出为第一交流端口电流幅值I1*、第二交流端口电流幅值I2*和第三交流端口电流幅值I3*；步骤2、端口电流控制：根据第一交流端口电流幅值I1*、第二交流端口电流幅值I2*和第三交流端口电流幅值I3*和相位生成模块的带端口电流信号，并与采集电流作差，采用QPR控制生成第一交流端口电压信号vxyz*、第二交流端口电压信号vrst*和第三交流端口电压信号vuvw*；步骤3、中性点偏移电压控制：根据功率平衡表达式求得中性点偏移电压表达式： 其中，vN1*和vN2*为中性点偏移电压，Pxyz为第一交流端口的有功功率，Prst为第二交流端口的有功功率、Puvw为第二交流端口的有功功率、Qxyz为第一交流端口的无功功率、Qrst为第一交流端口的无功功率、Quvw为第三交流端口的无功功率；k1和k2为比例参数；和是三组桥臂对应的电容电压均值；中性点偏移电压表达式与各端口电压信号合成桥臂电压信号；步骤4、桥臂间均压控制：各桥臂电容电压均值与各组桥臂电压均值作差，输出偏差最大的一项作为PI控制的输入，实现桥臂间的均压，输出桥臂电压的调节量vb147*、vb258*、vb369*；步骤5、桥臂内均压控制：通过微调桥臂电压调制波以控制电容的充放电，保证桥臂内电容均压，输出桥臂电压的桥臂各模块的调节值；步骤6、各单元调制波与调节信号的叠加生成调制信号，采用水平载波移相实现桥臂内调制信号的移相作为开关信号。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 一种三端口九边形MMC的中性点偏移电压控制方法

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