基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法
【专利摘要】基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法，属于变换器的桥臂电容电压平衡控制领域。为了解决现有变流器桥臂电容电压平衡控制困难的问题。通过对变换器各相相上下桥臂电容电压误差进行闭环，其结果用于调整交流侧电流给定，对补偿后的电流参考量进行控制，用交流侧电流的偏移量抑制上下桥臂电容电压的不平衡。统计各相上下桥臂电容电压，对各相桥臂电容电压差进行PI控制，把PI调节器输出叠加于原交流侧电流给定值，并对新的电流给定值进行解耦控制，最终实现桥臂电容电压平衡。本发明适用于各种模块化多电平变换器应用场合。
【专利说明】基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于变换器的桥臂电容电压平衡控制领域。
【背景技术】
[0002]模块化多电平变换器通过子模块输出电压叠加，可实现高电压输出。同时其直流侧并联，可实现能量交换，特别适用于高压直流输电(HVDC)领域，在中压变频器控制，中压SVG中也有所应用。该方法存在控制上的难题之一是其电容电压平衡控制。其电容电压平衡控制包括相间、桥臂间及桥臂内平衡控制。
[0003]对于相间电容电压平衡控制，可以通过从直流侧或交流侧对功率进行控制；对于桥臂内电容电压平衡，可以通过排序，叠加电压等方法解决。然而对于桥臂间电容电压平衡，文献记载的方法较少，主要通过在直流侧环流上叠加交流成份实现。
[0004]对于如图4所示的模块化多电平变换器(MMC)，其等效电路如图5所示，根据该图，可列写上下桥臂电压表达式为，
【权利要求】
1.基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤一:获得交流侧三相电流偏移量的给定值Λ iA、Δ iB、Δ ic ； 步骤二:将步骤一获得的交流侧三相电流偏移量的给定值Λ iA、Δ iB、Δ i。，分别叠加在交流侧三相电流偏移量的期望值i*0A、i*oB> i*oc上后，获得交流侧三相电流参考值i,efA、irefB>i,efC，该交流侧三相电流参考值i,efA、irefB> irefC经三相变两相坐标变换后，送入PI调节器， 同时，检测变换器输出的三相电流实际值iQA、i0B> iQC，并经三相变两相坐标变换后，送API调节器， PI调节器对接收信号进行PI控制，获得两相电压指令ud、U,，并对两相电压指令Ud、U(1进行两相变三相坐标变换后，获得PI控制得到的三相电压ua、ub、u。，其中Ud、U(1分别表示dq坐标系下的d轴电压分量和q轴电压分量； 步骤三:采集交流网侧三相电压uSA、uSB> Usc ； 步骤四:根据步骤一获得的交流侧三相电流偏移量的给定值八。、八&、八^及步骤二获得的交流侧三相电流参考值i,efA、irefB> i,ere，获得零序电压U。； 步骤五:通过加法器对步骤二获得的PI控制得到的三相电压ua、ub, u。，步骤三获得的交流网侧三相电压usa、usb、usc及步骤四获得的零序电压Utl分别求和，得到变换器最终的交流侧三相电压给定值uQA、uQB、uQC；,通过该变换器最终的交流侧三相电压给定值UQA、UQB、UQC；对变换器进行控制，即实现模块化多电平桥臂电容电压平衡。
2.根据权利要求1所述的基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法，其特征在于，步骤一中所述的获得交流侧三相电流偏移量的给定值AiA、AiB、Ai。的过程为， 步骤一一:分别检测A、B、C相的η个子模块的电平电压，获得A相η个子模块上、下桥臂电容电压值，B相η个子模块上、下桥臂电容电压值及C相η个子模块上、下桥臂电容电压值， 步骤一二:统计各相上、下桥臂电容电压平均值，并通过低通滤波器滤除高频波动成份，获得的各相上、下桥臂电容电压差值送入PI调节器进行调节，获得交流侧电流偏移量的给定值Δ iA、Δ iB、Δ ic。
3.根据权利要求1或2所述的基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法，其特征在于，步骤四中所述的根据步骤一获得的交流侧三相电流偏移量的给定值Λ iA、Λ iB、Δ ic及步骤二获得的交流侧三相电流参考值irefA、irefB、irefC，获得零序电压U。的过程为， 通过交流侧三相电流偏移量的给定值AiA、AiB、Aic及步骤二获得的交流侧三相电流参考值iMfA、irefB> irefC?获得反馈电流零序分量(Δ iA+ Δ iB+ Δ ic) /3与参考电流零序分量(irefA+irefB+irefC) /3， 并将反馈电流零序分量(Λ iA+Λ iB+Aic)/3与参考电流零序分量(iMfA+iMfB+iMrc)/3进行PI控制，获得零序电压IV
4.根据权利要求3所述的基于交流侧电流补偿的模块化多电平桥臂电容电压平衡控制方法，其特征在于，所述的低通滤波器采用滑动窗平均方法实现。
【文档编号】H02M7/483GK104135178SQ201410400439
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】杨荣峰, 杨旭, 刘宇光, 张颖琳, 李彬彬, 王高林, 于泳, 徐殿国, 何崇飞 申请人:哈尔滨同为电气股份有限公司