[发明专利]一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法

权利要求书

1.一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，包括：

步骤1、基于MMC型直流变压器的主电路结构和桥臂电流数学模型，建立所述变压器桥臂电流的差模电流等效回路和共模电流等效回路；

步骤2、基于所述差模电流等效回路和所述共模电流等效回路，分别计算上桥臂输入输出功率第一差值以及下桥臂输入输出功率第二差值；

步骤3、采用PI控制，实时采集并基于上下桥臂电容电压的差值，调节所述第一差值和第二差值，实现电容电压平衡；

其中，所述步骤2包括：

分别建立直流电源通过所述共模电流等效回路向各子模块电容充电的上桥臂输入功率模型和下桥臂输入功率模型，以及各子模块电容通过所述差模电流等效回路向二次侧放电的上桥臂输出功率模型和下桥臂输出功率模型，并计算得到上桥臂输入输出功率第一差值以及下桥臂输入输出功率第二差值；

所述上桥臂输入功率模型和下桥臂输入功率模型分别表示为：

其中，P_in,p为上桥臂充电功率，P_in,n为下桥臂充电功率，P_out为MMC型直流变压器的传输功率，其为上桥臂输出功率和下桥臂输出功率的加和，d为上、下桥臂调制波占空比分别相对于0.5的相对变化量。

2.根据权利要求1所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，所述共模电流等效回路包括：直流电源，以及由每一相的上、下桥臂子模块等效电压源和上、下桥臂电感构成的该相支路；所述直流电源与每相支路并联，用于同时通过每相支路，向该支路中的上或下桥臂子模块等效电压源充电；

所述差模电流等效回路包括：高频变压器端口电压，变压器漏感，由各相的上桥臂子模块等效电压源和上桥臂电感构成的上桥臂支路，由各相的下桥臂子模块等效电压源和下桥臂电感构成的下桥臂支路；每条支路同时向所述高频变压器端口电压和变压器漏感输出电能。

3.根据权利要求1所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，所述上桥臂输出功率模型和下桥臂输出功率模型的建立具体为：

基于拓展移相传输功率模型，得到占空比相对变化d后上桥臂输出功率模型和下桥臂输出功率模型。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，所述PI控制的控制表达式为：

d＝k_p[0-(u_p-u_n)]+k_i∫[0-(u_p-u_n)]dt

其中，u_p、u_n分别为上桥臂各子模块电容电压之和以及下桥臂各子模块电容电压之和；k_p、k_i为PI控制的参数。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，所述步骤3中，所述调节所述第一差值和第二差值，实现电容电压平衡，具体为：

分别调节影响所述第一差值和所述第二差值取值的上、下桥臂调制波占空比，实现电容电压平衡。

6.根据权利要求5所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，其特征在于，所述分别调节影响所述第一差值和所述第二差值取值的上、下桥臂调制波占空比，实现电容电压平衡，具体为：

分别调节上、下桥臂调制波占空比，使得所述第一差值与上下桥臂电容电压差值的正负相反，高电容电压桥臂中的能量流向低电容电压桥臂，实现上下桥臂电容电压差值为零，实现电容电压平衡。

7.一种桥臂不对称MMC型直流变压器控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至6任一项所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法，以及移相控制，实现MMC型直流变压器的稳定运行。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行上述如权利要求1至6任一项所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器电容电压平衡方法和/或如权利要求7所述的一种桥臂不对称MMC型直流变压器控制方法。