[发明专利]基于温度的MMC换流阀均压控制方法

摘要

本发明公开了一种基于温度的MMC换流阀均压控制方法，首先计算出前一控制周期内所有子模块的温度和电压，然后将前一控制周期各子模块温度T₁～T_N分别与参考温度T₀比较，在当前时刻改变温度大于T₀的子模块的投切状态；对于其它子模块，引入子模块评价指标，结合前一控制周期该桥臂电流，选择当前时刻需要投入或切除的模块。本发明通过对传统均压控制方法进行优化，控制IGBT模块的温升，提高了器件的使用寿命，从而增强了MMC换流阀的可靠性，从整体上提高了MMC换流阀的工作性能。

主权项

1.一种基于温度的MMC换流阀均压控制方法，该MMC换流阀由六个桥臂构成，每个桥臂包括N个结构相同的子模块和一个桥臂电感，每个子模块是一个半桥结构，包括两个IGBT模块和一个储能电容；其特征在于，所述方法为，对每个桥臂，采用如下步骤进行均压控制：步骤1：求出该桥臂中每个子模块中两个IGBT模块在前一控制周期的结温，取两个结温中的较大值作为相应子模块在前一控制周期的温度；用T_j表示前一控制周期第j个子模块的温度，j＝1,2,…,N；步骤2：将前一控制周期各子模块温度T₁～T_N分别与参考温度T₀比较，将温度大于T₀的子模块记为SM₁～SMm，m为温度大于T₀的子模块个数；T₀为经验参数；设SM₁～SMm中，在前一控制周期为切除状态的子模块个数为m₁个，剩下的为投入状态的子模块；在当前时刻改变这m个子模块的投切状态；用n₁和n₂分别表示前一控制周期和当前时刻该桥臂需要投入的子模块个数，则还需额外投入的子模块个数为Δn＝n₂‑n₁+m‑2·m₁；步骤3：该桥臂中除SM₁～SM_m以外的子模块记为SM_m+1～SM_N；引入子模块评价指标M_j，计算子模块SM_m+1～SM_N对应的M_j值：M_j＝U_j+λ·T_j其中，M_j表示子模块SM_j对应的评价指标值，U_j表示前一控制周期子模块SM_j的电压，j＝m+1,2,…,N，U_j通过测量得到；λ为子模块温度的权重系数，为经验参数；步骤4：结合前一控制周期该桥臂电流和子模块对应的M_j值，选择当前时刻需要投入或切除的Δn个子模块：情况1：前一控制周期该桥臂电流为正时，按照均压平衡原理选择投切的子模块：①若Δn≥0，投入子模块的M_j值越小越好，因此将SM_m+1～SM_N中前一控制周期为切除状态的子模块按其M_j值大小进行排序，并投入其中M_j值最小的Δn个子模块，其余N‑m‑Δn个子模块投切状态相对于前一控制周期保持不变；②若Δn<0，需要减少投入的子模块个数，将SM_m+1～SM_N中前一控制周期为投入状态的子模块按M_j值大小进行排序，并切除其中M_j值最大的|Δn|个子模块，其余N‑m‑|Δn|个子模块投切状态相对于前一控制周期保持不变；情况2：前一控制周期该桥臂电流为负时，按照均压平衡控制原理选择投切的子模块：①若Δn≥0，投入子模块的M_j值越大越好，因此将SM_m+1～SM_N中前一控制周期为切除状态的子模块按M_j值大小进行排序，并投入其中M_j值最大的Δn个子模块，其余N‑m‑Δn个子模块投切状态相对于前一控制周期保持不变；②若Δn<0，需要减少投入的子模块，将SM_m+1～SM_N中前一控制周期为投入状态的子模块按M_j值大小进行排序，并切除其中M_j值最小的|Δn|个子模块，其余N‑m‑|Δn|个子模块投切状态相对于前一控制周期保持不变。