[发明专利]模块化多电平换流器的子模块快速均压控制方法

说明书

本发明提供一种模块化多电平换流器的子模块快速均压控制方法，包括以下步骤：根据T‑1控制周期排序结果，将每个桥臂上的子模块分成投入组和切除组，记录投入组和切除组的组内子模块电压顺序；同时，记录T‑1控制周期桥臂电流的方向及切除组中子模块和投入组中子模块的数量，根据子模块数量进行不同操作。由系统的调制策略得到本周期应当投入的子模块个数k，判断桥臂电流的方向，若是给子模块充电，则将有序序列中电压最低的k个模块投入；若是给子模块放电，则将有序序列中电压最高的k个模块投入，并分别记录。其为解决传统的模块化多电平换流器在子模块数量较多时电压均衡策略计算量庞大的问题，提出一种能够显著降低计算量的子模块快速均压方法。

技术领域

本发明属输配电技术领域，具体地说本发明涉及一种模块化多电平换流器的子模块快速均压控制方法。

背景技术

模块化多电平换流器在高压大功率领域得到广泛应用，然而桥臂各子模块触发过程和电容参数的差异将带来电容电压不平衡的问题。随着功率和电压等级的不断提高，换流器所需要的子模块个数逐渐增加，基于排序算法的传统均压方法需要对所有模块进行实时全排序，占据控制器大量计算资源，导致系统运行速度下降甚至影响控制器的电流动态追踪性能。

如何在保证子模块均压效果的同时尽可能地降低子模块均衡策略的计算量是模块化多电平换流器实际应用中急需解决的一个问题。本发明提出的一种模块化多电平换流器的子模块快速均压控制方法，基于传统的均压策略，分析子模块运行过程中的投切规律，并结合T-1控制周期中的排序结果和桥臂电流的历史信息提出一种无须排序的快速均压方法，在保证子模块均压效果的同时有效降低了算法计算量。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明为解决传统的模块化多电平换流器在子模块数量较多时电压均衡策略计算量庞大的问题，提出一种能够显著降低计算量的子模块快速均压方法。

本发明提供一种模块化多电平换流器的子模块快速均压控制方法，其包括以下步骤：

S1、根据T-1控制周期排序结果，将每个桥臂上的子模块分成投入组和切除组，分别记录投入组和切除组的组内子模块电压顺序；同时，记录T-1控制周期桥臂电流的方向及切除组中子模块和投入组中子模块的数量，当桥臂电流给子模块电容充电时，如果切除组中子模块数量小于投入组中子模块数量，则转入步骤S2,如果切除组中子模块数量大于投入组中子模块数量，则转入步骤S3；

当桥臂电流给子模块电容放电时，如果切除组中子模块数量小于投入组中子模块的数量，则转入步骤S4，如果切除组中子模块数量大于投入组中子模块数量，则转入步骤S5；

S2、将切除组中的子模块按照电压由高到低的顺序依次插入到投入组中，得到完整的子模块有序序列；

S3、将投入组中的子模块按照由低到高的顺序依次插入到切除组中，得到完整的子模块有序序列；

S4、将切除组中的子模块按照电压由低到高的顺序依次插入到投入组中，得到完整的子模块有序序列；

S5、将投入组中的子模块按照由高到低的顺序依次插入到切除组中，得到完整的子模块有序序列；

S6、由系统的调制策略得到本周期应当投入的子模块个数k，判断桥臂电流的方向，若是给子模块充电，则将有序序列中电压最高的k个模块投入；若是给子模块放电，则将有序序列中电压最低的k个模块投入，并分别记录。

优选地，步骤S2中，切除组模块插入投入组的具体方法是：假设切除组子模块i1插入投入组子模块中，投入组子模块按照由低到高的顺序与之比较，直到i1小于投入组中的某一子模块电压j1，则子模块i1插入后结束插入；若j1为投入组最低电压，则切除组中所有比i1电压低的子模块插入后结束插入。