[发明专利]一种三相并网MMC的控制范围的分析方法及系统

说明书

本发明公开了一种三相并网MMC的控制范围的分析方法，包括：建立并网模块化多电平变换器MMC在三相静止坐标系中的等效模型；将三相静止坐标系中的等效模型变换为同步坐标系下的等效模型；按照目标规则将同步坐标系下的等效模型变换为MMC稳态等效模型，其中，目标规则为：变换矩阵的初始相位与调制函数的相位相同，同步坐标系下的等效模型中的各个电感短路、各个电容开路，交流等效电阻R_sac的阻值为0；根据MMC稳态等效模型进行控制范围的分析。应用本发明所提供的方法，使得对MMC进行控制范围的分析时更加方便。本发明还提供了一种三相并网MMC的控制范围的分析系统，具有相应技术效果。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种三相并网MMC的控制范围的分析方法及系统。

背景技术

MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平变换器)的结构可参见图1，每相由两个桥臂组成，一共由六个桥臂组成，一般为双数桥臂，称为正(上)桥臂，和负(下)桥臂。每个桥臂的结构相同，由N个模块以及一个电感串联组成。每个模块包括一个半桥和一个电容。半桥的上下管互补工作，当上管开通时，下管截止，电容被串联接入电路进行充电或放电；当上管截止，下管开通时，电容被旁路。显然，通过控制开关管的开通和截止，就可以控制串联在电路中的电容数量，如果每个模块电容容量相同，并且电压相同且平均值等于Vd/N，也就可以通过控制电容的接入数量来改变输出电压。

在现有技术中，根据经典MMC并网拓扑结构进行分析时，可以确定并网MMC在dq旋转坐标系中的等效模型，虽然相较于MMC的拓扑结构，该等效模型已经进行过微分方程与矩阵变化的化简处理，但对其进行静态特性中的直流电压控制特性的分析时，仍旧比较复杂，会耗费大量人力物力，也就导致了应用的局限性。

综上所述，如何确定出一种更为简单的三相并网MMC的控制范围的分析方法，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相并网MMC的控制范围的分析方法及系统，以便于对三相并网MMC的控制范围进行分析。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种三相并网MMC的控制范围的分析方法，包括：

建立并网模块化多电平变换器MMC在三相静止坐标系中的等效模型；

将所述三相静止坐标系中的等效模型变换为同步坐标系下的等效模型；

按照目标规则将所述同步坐标系下的等效模型变换为MMC稳态等效模型，其中，所述目标规则为：变换矩阵的初始相位与调制函数的相位相同，所述同步坐标系下的等效模型中的各个电感短路、各个电容开路，交流等效电阻R_sac的阻值为0；

根据所述MMC稳态等效模型进行控制范围的分析。

优选的，所述根据所述MMC稳态等效模型进行控制范围的分析，包括：

根据所述MMC稳态等效模型确定出表征所述MMC稳态等效模型的电路特征的目标方程组；

通过所述目标方程组进行控制范围的分析。

优选的，所述通过所述目标方程组进行控制范围的分析，包括：

通过所述目标方程组，确定出在输入电感和输入电容的基波频率不发生谐振的前提下，输出电压增益的表达式；

根据所述输出电压增益的表达式进行控制范围的分析。

优选的，所述输出电压增益的表达式为：