[发明专利]一种适用于大容量模块化多电平换流器及协调控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种大容量模块化多电平换流器及其协调控制方法。

背景技术

随着电力电子技术的进步，在高压大容量直流输电等应用场合，模块化多电平换流器得到广泛的应用。大容量模块化多电平换流器由相同的子模块串联级联组成，每相相单元分为上下两个桥臂，由于同相相单元中的子模块的空间位置不同，阀基控制单元的不同以及系统和控制算法的影响，会导致子模块上的电压不均衡。

附图1是模块化多电平换流器的基本单元子模块，是由储能直流电容C、全控型功率开关S1及其反并联二极管D1、功率开关S2及其反并联二极管D2组成，其中D1、D2可以是S1、S2功率开关器件的内部寄生二极管或外部独立的二极管，S1、S2可以是多种全控型功率开关器件，如IGBT、IGCT、IEGT等，或多个全控型功率开关器件的串并联。

子模块的输出电压V_SM有两种电平：当S1导通或D1续流时，V_SM＝V_C；当S2导通或D2续流时，V_SM＝0。以上所述的子模块投入是指前一种工作模式，即V_SM＝V_C。如附图2所示。

附图3是由2N个子模块组成的一个相单元，相单元的上下桥臂分别由N个子模块串联级联组成，中点连接交流侧，输出交流电压。交流侧电压Vac的值由相单元中上下桥臂子模块投入的数量决定：

Uac=N1·Ud2N+N2·Ud2N=UA+UBN=N1+N2---(1)]]>

上式中，U_ac为交流侧输出电压值，U_d是相单元直流侧电压值，N是组成相单元上桥臂或下桥臂的子模块数量，N₁是交流侧输出U_ac时上桥臂投入的子模块数量，N₂是交流侧输出U_ac时下桥臂投入的子模块数量。

实际应用中会出现上桥臂投入模块的平均电压值和下桥臂投入模块的平均电压值不相等，