[发明专利]一种模块化多电平变换器环流抑制装置及方法

权利要求书

1.一种模块化多电平变换器环流抑制装置，其特征在于，包括环流计算模块、二倍频陷波器、四倍频陷波器、环流参考比较模块和准比例谐振器，所述环流计算模块的输入连接到MMC各相的输出端，其输出端分别连接到所述二倍频陷波器、所述四倍频陷波器的输入端，所述二倍频陷波器和所述四倍频陷波器的输出端均连接到所述环流参考比较模块的输入端，所述环流参考比较模块的输出端连接到所述准比例谐振器的输入端，所述准比例谐振器的输出端连接到MMC各相桥臂的子模块，

所述环流计算模块用于采集各相上、下桥臂电流并计算输出各相环流；

所述二倍频陷波器用于对各相环流进行陷波处理，以提取输出各相环流的二次谐波信号；

所述四倍频陷波器用于对各相环流进行陷波处理，以提取输出各相环流的四次谐波信号；

所述环流参考比较模块用于计算各相环流的二倍频分量和四倍频分量，之后分别对二倍频分量、四倍频分量与参考环流进行比较，以得到各相环流补偿量；

所述准比例谐振器用于跟踪各相环流补偿量，并输出环流抑制信号给MMC各相桥臂的子模块。

2.一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采集MMC各相上、下桥臂电流；

2)计算各相环流：根据所述步骤1)中各相上、下桥臂电流，计算各相环流；

3)获取各相环流二倍频和四倍频分量：采用二倍频陷波器和四倍频陷波器分别对所述步骤2)中各相环流进行陷波处理，之后通过计算得到各相环流的二倍频和四倍频分量；

4)获取各相环流补偿量：将所述步骤3)中各相环流的二倍频和四倍频分量分别与预设的各相环流参考值进行作差计算，获取各相环流补偿量；

5)获取各相环流抑制信号：采用准比例谐振器对所述步骤4)中各相环流补偿量进行跟踪，获取各相环流抑制信号；

6)将所述步骤5)中各相环流抑制信号对应地发送给MMC各相桥臂的子模块，以控制MMC各相桥臂子模块中半桥变换器的开关状态，从而实现对MMC各相环流的抑制。

3.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤2)中各相环流的计算公式为：

其中，i_zj为MMC的第j相环流值，i_pj为MMC第j相的上桥臂电流值，i_nj为MMC第j相的下桥臂电流值。

4.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤3)的具体过程为：

3.1)陷波处理：将所述步骤1)中各相环流分别输入二倍频陷波器和四倍频陷波器，得到各相环流的二次谐波信号和四次谐波信号；

3.2)作差计算：将所述步骤3.1)中二次谐波信号和四次谐波信号分别与所述步骤1)中各相环流进行作差计算，得到各相环流的二倍频分量和四倍频分量。

5.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤3)中二倍陷波器的传递函数为：

其中，s为复频率，ω₁为二倍陷波器的谐振频率，Q₁为二倍陷波器的品质因数；

所述步骤3)中四倍陷波器的传递函数为：

其中，s为复频率，ω₂为四倍陷波器的谐振频率，Q₂为四倍陷波器的品质因数。

6.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤4)中预设的各相环流参考值为0。

7.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤5)中准比例谐振器的传递函数为：

其中，K_P为准比例谐振器的比例系数，K_r为准比例谐振器的谐振系数，s为拉普拉斯算子，ω_c为截止频率，ω₁为二倍陷波器的谐振频率，ω₂为四倍陷波器的谐振频率。

8.根据权利要求2所述的一种模块化多电平变换器环流抑制方法，其特征在于，所述步骤5)中环流抑制信号为一组触发脉冲信号。