[发明专利]MMC的子模块通断控制方法、装置和系统

说明书

本申请提供了一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统，涉及风力发电领域。该子模块通断控制方法，包括：根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取当前控制周期中子模块的投入数目N；根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。利用本申请的技术方案能够降低风力发电机组整机的损耗。

技术领域

本发明属于风力发电领域，尤其涉及一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)由多个子模块(Sub-module，SM)级联组成。由于MMC具有电能质量高、高度模块化和故障穿越能力强等优点被广泛应用于各类场景下的各种系统、设备中，比如大容量、中高压电力变换场景中的柔性直流输电系统、高压变频器、静置无功补偿系统、电力电子变压器等。

MMC的损耗大小会对系统和设备产生影响，MMC中SM的损耗可占到风力发电机组整机损耗的90％左右。现阶段，MMC的损耗较高，使得风力发电机组整机损耗也较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种MMC的子模块通断控制方法、装置和系统，能够降低风力发电机组整机的损耗。

第一方面，本申请实施例提供一种MMC的子模块通断控制方法，包括：根据包括MMC的换流设备的总谐波含量以及MMC的每个桥臂中子模块的开关器件的平均开关频率，计算得到桥臂压差阈值；对于MMC的每个桥臂，获取当前控制周期桥臂中各子模块的电压，计算第一差值，第一差值为桥臂中子模块的电压的最大值与最小值的差值；获取当前控制周期中子模块的投入数目N；根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断。

在一些可能的实施例中，桥臂压差阈值对应的桥臂的开关损耗为总谐波含量在预设标准谐波含量范围内的情况下的最小开关损耗。

在一些可能的实施例中，获取当前控制周期中子模块的投入数目N，包括：根据当前控制周期中桥臂的调制波和子模块的电压基准值，确定投入数目N。

在一些可能的实施例中，根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断，包括：若第一差值大于预定压差阈值，根据桥臂中电流方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块或N个电压最低的子模块处于投入状态。

在一些可能的实施例中，根据桥臂中电流方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块或N个电压最低的子模块处于投入状态，包括：若桥臂中电流方向为桥臂充电方向，控制桥臂中N个电压最低的子模块处于投入状态；若桥臂中电流方向为桥臂放电方向，控制桥臂中N个电压最高的子模块处于投入状态。

在一些可能的实施例中，根据子模块的投入数目N、第一差值、桥臂压差阈值以及桥臂中电流方向，控制MMC的子模块的通断，包括：若第一差值小于或等于预定压差阈值，获取上一控制周期桥臂中处于投入状态的子模块的数目M；若第二差值大于零，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于切出状态的电压最低的或电压最高的N-M个子模块切换为投入状态，第二差值为N与M的差值；若第二差值等于零，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的子模块保持投入状态，处于切出状态的子模块保持切出状态；若第二差值小于零，根据桥臂中电流方向，控制上一控制周期桥臂中处于投入状态的电压最低的或电压最高的∣N-M∣个子模块切换为切出状态。