[发明专利]基于双子MMC模块的电容电压均衡方法

说明书

本发明公开一种基于双子MMC模块的电容电压均衡方法，在正常运行时减少参与运算的电压信号数量，减少控制器计算量，在数据处理过程中进一步优化控制器运算，大大提高了控制器的工作效率。直流故障时，使用更少数量电力电子器件，能够快速清除直流侧短路故障电流，从而避免交流断路器动作，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及一种电容电压均衡方法，具体的说，是一种基于双子MMC模块的电容电压均衡方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，多电平变换器及其相关技术的研究已逐渐成为高压大功率电力应用领域的研究热点。模块化多电平变换器(Modular MultilevelConverter，MMC)作为一种新型的多电平变换器拓扑结构，以其独特的结构优势，克服了传统多电平变换器的不足，其模块化结构具有良好的可扩展性，易于扩展到较高的电压等级和功率水平。在高压直流输电、无功补偿等对电压和功率等级要求较高的场合具有良好的应用潜力。

MMC采用子模块级联的形式来获取所需的输出电平数，各模块单元的直流侧电容电压必须均衡，这是保证MMC正常工作的基本前提，因此需要对同一相桥臂上的各模块单元电容电压进行实时测量，以进行电容电压排序。对于级联数很大的MMC，需要大量的电压传感器，增加了控制系统的复杂程度，降低了系统的可靠性。

为了解决传统MMC不具备清除直流短路电流能力的问题，目前现有方案主要有全桥子模块的拓扑结构（full bridge sub-module，FBSM），箝位型双子MMC模块拓扑结构（clamp double sub-module，CDSM）串联双子MMC模块(series-connected double sub-module，SDSM)，交叉连接型子模块(cross-connected sub-module，CCSM)，混合型子模块(hybrid sub-module，Hybrid SM)等一系列改进子模块拓扑，虽然这样改进后的子模块都可以实现直流故障闭锁功能，但使用较多的电力电子开关器件，增加了设备成本；并且传统子模块电容电压控制策略使得参与控制计算的电压信号较多，增加了电路设计难度和控制系统复杂程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于双子MMC模块的电容电压均衡方法，正常运行时减少参与运算的电压信号数量，减少控制器计算量，直流故障时，使用更少数量电力电子器件，能够快速清除直流侧短路故障电流，从而避免交流断路器动作，提高系统稳定性。