[发明专利]基于工频固定开关频率模块化多电平变流器的控制方法

权利要求书

1.一种基于工频固定开关频率模块化多电平变流器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、编制脉冲波形初始参数表：

1.1、根据一个工频周期内脉冲波形的特征，设定表示该脉冲波形的一组参数为(γ_k,w_k)，其中，γ_k为脉冲波形中心点位置，w_k为半脉冲波形宽度；

1.2、将模块化多电平变流器每个桥臂的子模块分成若干组，每组中含有四个子模块，且设每组中的脉冲波形包括s_k1，s_k2，s_k3，s_k4，其参数分别为(γ_k,w_k)，(-γ_k,π-w_k)，(-γ_k,w_k)，(γ_k,π-w_k)；

1.3、设定调制比m，将所设定的调制比m代入下列关系式，得到所设定的调制比m下的脉冲波形初始参数γ_k'、w_k'：

swi=arccos[1m-2N·m(i-0.5)]---(1)]]>

rk′=swk+swk+N/4+π2---(2)]]>

wk′=swk+π-swk+N/42---(3)]]>

其中i=1，2……，（N/2），N为每个桥臂子模块个数，k=1,2,……,N/4，sw_i为脉冲波形起始时刻值；

1.4、根据步骤1.3中公式（1）（2）（3），令调制比m取不同的值，得到相应调制比下每组脉冲波形的初始参数(r_k',w_k')，将调制比m与相应调制比下每组脉冲波形的初始参数(r_k',w_k')编制成脉冲波形初始参数表；

2）、脉冲波形初始参数表微调：

2.1、建立二维坐标平面图，将脉冲波形初始参数表中每组脉冲波形的初始参数(r_k',w_k')以矢量的形式映射到二维坐标平面上；

2.2、根据模块化多电平变流器级联子模块的数目，对脉冲波形初始参数(r_k',w_k')进行微调，得到脉冲波形参数(r_k,w_k)；

2.3、将经过步骤2.2微调后所得到的脉冲波形参数(r_k,w_k)，编制成脉冲波形参数表；

3）、无电容电压控制时子模块开关信号的确定：

3.1、检测模块化多电平变流器交流侧的三相电流i_a,i_b,i_c，将三相电流i_a,i_b,i_c进行三相静止坐标系到两相旋转坐标系的运算，运算后得到有功电流实际值i_d和无功电流实际值i_q；

3.2、将有功电流指令值i_d^*和有功电流实际值i_d以及无功电流指令i_q^*和无功电流实际值i_q分别输入到基于dq解耦控制的电流内环的d轴和q轴上；3.3、获取基于dq解耦控制的电流内环输出的有功电压指令v_id^*和无功电压指令v_iq^*，并根据有功电压指令v_id^*和无功电压指令v_iq^*得到调制比m以及电网电压和变流器交流输出电压的相位差δ；

3.4、根据步骤3.3中生成的调制比m，通过查询脉冲波形参数表得到该调制比下的一组脉冲波形参数(r_k,w_k)；

3.5、利用锁相环检测出当前时刻电网电压相位θ_PLL，将其与步骤3.3中所得到的相位差δ相加，得到当前时刻变流器输出交流电压相位θ_ph,x；

3.6、根据步骤3.4和步骤3.5所得脉冲波形参数和变流器输出交流电压相位θ_ph,x，得到进行移位前的子模块脉冲波形信号

其中，ph=a,b,c;x=u,l;i=1,2,...,N，a，b，c为检测模块化多电平变流器交流侧的三相，u为模块化多电平变流器的上桥臂，l为模块化多电平变流器的下桥臂；

3.7、将步骤3.6中生成的脉冲波形信号进行周期性移位，生成无电容电压控制时各子模块开关信号。