[发明专利]模块化多电平逆变器控制方法及系统

权利要求书

1.一种模块化多电平逆变器控制方法，其特征在于，对于模块化多电平逆变器的任意一相，该方法包括以下步骤：

S1、建立模块化多电平逆变器每个桥臂中上桥臂电压u_px和下桥臂电压u_nx的数学模型，提取上桥臂电流i_px和下桥臂电流i_nx；x＝a,b,c；

S2、利用所述上桥臂电流i_px、下桥臂电流i_nx，计算得到模块化多电平逆变器每相输出电流i_ox和环流i_zx；

S3、利用所述数学模型对输出电流i_ox和环流i_zx进行无差拍电流控制，得到用于输出电流跟踪和环流抑制的桥臂电压调制信号u_pxr和u_nxr；

S4、对于任一上桥臂/下桥臂，比较上桥臂/下桥臂电压调制信号u_p,nxr与N’个同幅不同相的载波u_p,ncxk，得到等效上桥臂/下桥臂电平数，根据等效上桥臂/下桥臂电平数与实际上桥臂/下桥臂电平数的关系，得到该上桥臂/下桥臂中第N个功率子模块的开关状态H_p,nxN以及前N-1个功率子模块的电平数L_p,nx；k＝1,2,…,N’；N'＝2N-1；N为上桥臂/下桥臂功率子模块个数；

S5、对所述上桥臂/下桥臂的前N-1个功率子模块电容电压u_dcp,nxi按照由小到大原则进行排序，当桥臂电流为充电方向时，选取前L_p,nx个功率子模块投入，其他功率子模块旁路；当桥臂电流为放电方向时，选取后L_p,nx个功率子模块投入，其他功率子模块旁路；i＝1,2,…,N-1；

S6、所述上桥臂/下桥臂的前N-1个功率子模块电容根据驱动信号进行充电或放电，使电容电压稳定在参考值附近。

2.根据权利要求1所述的模块化多电平逆变器控制方法，其特征在于，还包括：

S7、对每相上桥臂/下桥臂的第N个功率子模块，采用单相PWM整流器，使第N个功率子模块获得稳定在参考值附近的电容电压，根据单相PWM整流器的拓扑结构，建立关于单相PWM整流器直流侧输出电压u_dcp,nxN、网侧电流i_sp,nx的状态方程，结合状态方程，获得用于稳定直流侧输出电压的调制波信号u_rp,nx，对所述调制波信号u_rp,nx进行单极倍频调制，得到单相PWM整流器功率开关管的驱动信号，使单相PWM整流器直流侧输出电压u_dcp,nxN稳定在参考值附近，同时使第N个功率子模块电容电压为前N-1个子模块电容电压的一半。

3.根据权利要求1所述的模块化多电平逆变器控制方法，其特征在于，步骤S1中，所述数学模型的表达式为：其中，U_dc为模块化多电平逆变器直流母线电压，L、R分别为桥臂电感和电阻，R_o为负载电阻。

4.根据权利要求1所述的模块化多电平逆变器控制方法，其特征在于，步骤S2中，模块化多电平逆变器每相输出电流i_ox和环流i_zx的计算公式为：i_ox＝i_px-i_nx，

5.根据权利要求1所述的模块化多电平逆变器控制方法，其特征在于，步骤S3中，桥臂电压调制信号u_pxr和u_nxr的计算公式为：其中，为输出电流参考值，为环流参考值，P₁、P₂分别为输出电流和环流的控制器参数。