[发明专利]基于双调制波的MMC载波调制方法

权利要求书

1.一种基于双调制波的MMC载波调制方法，用于对三相MMC变流器进行调制，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据所述三相MMC变流器的拓扑结构，建立所述三相MMC变流器中相单元内上桥臂中投入的子模块电容电压之和相单元内下桥臂中投入的子模块电容电压之和与直流母线电压U_dc和交流侧输出电压u_j之间的关系式：

且得到交流侧理想输出电压为：

通过公式(1)和公式(2)得到任意时刻内每个所述相单元中的所述上桥臂、所述下桥臂投入子模块电容电压之和的参考值分别为：

分别作为所述上桥臂、所述下桥臂的原始调制波；

步骤2，根据子模块电容电压均衡原则将每个桥臂的所述原始调制波分成两份，将所述下桥臂的所述原始调制波分为第一调制波和第二调制波且和满足如下关系：

所述第一调制波采用独立PWM调制，所述第二调制波采用LSPWM调制，并将所述第一调制波和所述第二调制波所对应的载波进行反相，得到桥臂电平两倍的等效开关频率输出，并对所述上桥臂的所述原始调制波进行相同处理，完成调制；

其中，公式(1)中，和分别表示相单元内上桥臂、下桥臂中投入的子模块电容电压之和，U_dc为直流母线电压，表示为每个相单元内投入的子模块电容电压之和，

公式(2)中，M(0≤M≤1)为调制比，ω为角频率，

公式(4)中，N为子模块的数量。

2.根据权利要求1所述的基于双调制波的MMC载波调制方法，其特征在于：

其中，所述步骤2中，所述第一调制波采用独立PWM调制，通过确定偏离目标均压值最大的子模块，并为其定量精准分配所述第一调制波包括以下步骤：

根据所述原始调制波对桥臂内所有电容电压在载波周期内的变化值ΔV_{SUM_SM}进行预估：

公式(5)中D_{SUM_SM}为该载波周期中桥臂内所有功率单元子模块的PWM脉冲驱动信号的占空比之和，计算公式如下：

并得到该载波周期调制后当前桥臂内的所有子模块的电容电压平均值为：

再通过求取当前桥臂子模块电容电压值V_SMi与之间的差值ΔV_SMi，根据最大绝对值偏离max(|ΔV_SMi|)求得偏离最大的子模块在该载波周期内的理想投入时间即为该功率单元的理想驱动脉冲占空比D_{ref1_SM}，即可求得所述第一调制波为：

公式(5)中，i_nj为桥臂电流，C_val为子模块的电容值，f_DMW为桥臂电平等效开关频率。

3.根据权利要求1所述的基于双调制波的MMC载波调制方法，其特征在于：

其中，所述步骤2中，所述第二调制波采用LSPWM调制，所述第二调制波根据LSPWM传统定性均压策略进行排序分配，包括以下步骤：

在所述LSPWM调制中对所述第二调制波进行取整层叠分配，所有子模块在任意载波周期内均只存在多路01电平和一路PWM脉冲三种形式的驱动信号，所述三相MMC变流器中各功率单元完全独立，根据电容元件的储能特性，对各个子模块的电容电压值进行排序，根据不同子模块的电容电压值将所述驱动信号分配于相应的子模块完成电容电压的动态均衡，在桥臂电流i_nj＞0时，投入电容电压最小的子模块，桥臂电流i_nj＜0时，投入电容电压最大的子模块。