[发明专利]双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及模块组合多电平（MMC）变换器直流电容电压的控制领域，具体涉及一种双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法。

背景技术

双输出单相三开关组MMC逆变器具有两路N+1电平交流输出，输出电流波形质量很高，功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，同时能保证变换器工作过程中所有开关管承受的电压相等，很好的解决了开关管的均压问题。与现有的单相三开关变换器相比较，本发明所提供的双输出单相三开关组MMC逆变器的两路输出均为N+1电平交流输出，输出交流波形的质量有了极大的提高。此外，每个开关管的承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，且本发明所提供的控制方法使变换器工作过程中所有开关管承受的电压相等，很好的解决了开关管的均压问题，这将非常有利于双输出单相三开关组MMC逆变器在高压和大功率场合的应用。与现有的MMC变换器相比较，本发明所提供的双输出单相三开关组MMC逆变器具有两路交流输出，可直接用于两条不同频率的交流线路的相连，极大的降低了工程成本。

双输出单相三开关组MMC逆变器中直流电容的电压必须均衡，这是保证双输出单相三开关组MMC逆变器正常工作的基本前提。然而，目前已有的MMC变换器的直流电容的控制方法并不适用于双输出单相三开关组MMC逆变器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，具体技术方案如下。

一种双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，包括对上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压控制；采样上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过上开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压，其中j的取值为1~N；采样中开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过中开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定中开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压；采样下开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过下开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定下开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压。

所述上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压控制中，参考电压减去上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压，然后通过PI调节，得到上开关组的第j个功率开关单元的直流电容电压的误差放大信号；流过上开关组的电流通过符号函数，当流过上开关组的电流大于0时，符号函数输出为1；当流过上开关组的电流小于0时，符号函数输出为-1；上开关组的第j个功率开关单元的直流电容电压的误差放大信号乘以符号函数，然后除以值为U_dc/2的电压，得到上开关组的第j个功率开关单元的归一化误差放大信号；第一路输出的实际参考电压除以值为U_dc/2的电压，得到第一路输出的归一化参考电压；第一路输出的归一化参考电压加上1/3，并减去上开关组的第j个功率开关单元的归一化误差放大信号，得到上开关组的第j个功率开关单元的归一化参考信号；上开关组的第j个功率开关单元的归一化参考信号与第j个载波通过比较器，产生上开关组的第j个功率开关单元的第二开关管的控制电平，当上开关组的第j个功率开关单元的归一化参考信号大于第j个载波时，上开关组的第j个功率开关单元的第二开关管的控制电平为高电平；当上开关组的第j个功率开关单元的归一化参考信号小于第j个载波时，上开关组的第j个功率开关单元的第二开关管的控制电平为低电平。