[发明专利]一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法、系统及设备

说明书

本发明公开了一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法、系统及设备，涉及DC/DC变换器技术领域。本发明通过接收输入电压参考值Usubgt;in/subgt;*与实际输入电压Usubgt;in/subgt;数据，将输入电压参考值Usubgt;in/subgt;*与实际输入电压Usubgt;in/subgt;作差，并将差值经过PI控制器输出调制度m；根据调制度m、最优开关角αsubgt;m/subgt;和过渡时间Tsubgt;t/subgt;，计算得到j相上、下桥臂调制波ysubgt;ju/subgt;、ysubgt;jl/subgt;，并根据得到的上、下桥臂调制波ysubgt;ju/subgt;、ysubgt;jl/subgt;，计算得到j相上、下桥臂所要投入的子模块数目Nsubgt;ju/subgt;，Nsubgt;jl/subgt;；接收上、下桥臂每个子模块的电容电压数据，对子模块电容电压数据进行排序获得每个子模块的投切状态，依据投切状态生成每个子模块开关管的驱动信号。本发明在减小变压器谐波损耗的同时保持较高的直流电压利用率，有效提高了变换器效率。

技术领域

本发明涉及DC/DC变换器技术领域，具体为一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法、系统及设备。

背景技术

模块化多电平直流/直流变换器(Modularmultilevel DC/DC converter,MMDC)因具有模块化程度高、耐压能力强等优势成为近年来DC/DC变换器的研究热点；MMDC可分为隔离型和非隔离型两类，其中隔离型MMDC控制系统较为成熟，具有拓展性强、功率等级高等优点，且能够有效隔离故障，使系统安全稳定可靠运行，适用于海上风电直流汇集组网。

调制策略是实现MMDC正常运行的基础，按照所合成参考电压的具体形态进行分类，MMDC的调制可分为正弦波调制、方波调制和准两电平调制。正弦波调制以提高交流侧波形质量为主要目的，但是MMDC中的交流侧仅作为中间环节，并不需要输出工频正弦波；而方波调制则可有效提升直流电压利用率和功率传输能力,但是方波调制的电压变化率dv/dt很大，且方波电压存在大量谐波会降低变换器效率；准两电平调制不仅具有方波调制的优势，且有效减小了电压变化率dv/dt，但其交流侧电压电流中存在大量的高次谐波，额外增加了变压器的损耗，为此，我们提出一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法、系统及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法、系统及设备，通过改变调制波开关角可以实现降低变压器一次侧电压电流THD，从而降低变压器谐波损耗，并且具有较高的直流电压利用率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于隔离型MMDC的THD优化调制控制方法，包括以下步骤：

接收输入电压参考值U_in*与实际输入电压U_in数据，将输入电压参考值U_in*与实际输入电压U_in作差，并将差值经过PI控制器输出调制度m；

根据调制度m、最优开关角α_m和过渡时间T_t，计算得到j相上、下桥臂调制波y_ju、y_jl，并根据得到的上、下桥臂调制波y_ju、y_jl，计算得到j相上、下桥臂所要投入的子模块数目N_ju，N_jl；

接收上、下桥臂每个子模块的电容电压数据，对子模块电容电压数据进行升序排序获得每个子模块的投切状态，依据投切状态生成每个子模块开关管的驱动信号。

进一步的，所述最优开关角α_m的计算过程如下：

①对调制波v_(t)进行傅里叶级数展开：