[发明专利]一种模块化多电平变流器的五级子模块电容电压平衡控制方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变流器的五级子模块电容电压平衡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)第一级单个子模块电容电压闭环反馈控制：选择每个子模块的电容电压作为控制对象，利用子模块参考电压值V_ref减去每个子模块的实际电容电压值v_cij，得到电压偏差e_ij，其中i＝a，b，c，j＝1，2……2n；e_ij经过PI控制器调节和上下桥臂电流方向选择函数signal(i_pi，i_ni)的处理后，得到的输出值作为PWM发生模块的一个控制参量，完成第一级单个子模块电容电压闭环反馈控制；其中，signal(i_pi，i_ni)中的p，n分别代表上桥臂和下桥臂，当桥臂电流流入变流器时，signal(i_pi，i_ni)的取值为1，反之为-1；

(2)第二级半桥臂电容电压闭环反馈控制：选择上桥臂和下桥臂的子模块电容电压平均值作为反馈控制的输入量，将上桥臂各子模块电容电压v_cik和下桥臂各子模块电容电压v_cil分别取平均值得到v_cip和v_cin，其中i＝a，b，c，k＝1，2……n，l＝n+1，n+2……2n；用v_cin减去v_cip得到电压偏差e_cipn，e_cipn经过PI控制器调节和上下桥臂电流方向选择函数signal(i_pi，i_ni)的处理后，得到的输出值作为PWM发生模块的一个控制参量，完成第二级半桥臂电容电压闭环反馈控制；

(3)第三级全桥臂电容电压闭环反馈控制：选择全桥臂2n个子模块电容电压v_cij求取平均值v_ci，其中i＝a，b，c，j＝1，2……2n，用参考电压值V_ref减去v_ci得到电压偏差e_ci，e_ci通过PI控制器调节，得到输出值i_ci，用上下桥臂电流平均值1/2(i_pi+i_ni)减去i_ci得到电流偏差值，将该电流偏差值送入PI控制器进行调节，得到的输出值作为PWM发生模块的一个控制参量，完成第三级全桥臂电容电压闭环反馈控制；

(4)第四级两桥臂间电容电压闭环反馈控制：选择a相和b相两桥臂4n个子模块电容电压v_ca1、v_ca2……v_ca2n和v_cb1、v_cb2……v_cb2n分别求取平均值v_ca和v_cb，用v_cb减去v_ca得到电压偏差e_cba；选择b相和c相两桥臂4n个子模块电容电压v_cb1、v_cb2……v_cb2n和v_cc1、v_cc2……v_cc2n分别求取平均值v_cb和v_cc，用v_cc减去v_cb得到电压偏差e_ccb；选择c相和a相两桥臂4n个子模块电容电压v_cc1、v_cc2……v_cc2n和v_ca1、v_ca2……v_ca2n分别求取平均值v_cc和v_ca，用v_ca减去v_cc得到电压偏差e_cac；e_cba、e_ccb和e_cac通过PI控制器进行调节，输出值作为PWM发生模块的控制参量，完成第四级两桥臂间电容电压闭环反馈控制；

(5)第五级三相三桥臂间电容电压闭环反馈控制：选择a、b、c三相三桥臂6n个子模块电容电压v_ca1、v_ca2……v_ca2n，v_cb1、v_cb2……v_cb2n和v_cc1、v_cc2……v_cc2n分别求取平均值v_ca、v_cb、v_cc，进而求取v_ca、v_cb和v_cc的平均值v_cabc，用V_ref减去v_cabc得到电压偏差e_cabc，将e_cabc送入PI控制器进行调节，得到的输出值作为PWM发生模块的一个控制参量，完成第五级三相三桥臂间电容电压闭环反馈控制。