基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法
【專利摘要】基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法，屬于變換器的橋臂電容電壓平衡控制領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有變流器橋臂電容電壓平衡控制困難的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)變換器各相相上下橋臂電容電壓誤差進(jìn)行閉環(huán)，其結(jié)果用于調(diào)整交流側(cè)電流給定，對(duì)補(bǔ)償后的電流參考量進(jìn)行控制，用交流側(cè)電流的偏移量抑制上下橋臂電容電壓的不平衡。統(tǒng)計(jì)各相上下橋臂電容電壓，對(duì)各相橋臂電容電壓差進(jìn)行PI控制，把PI調(diào)節(jié)器輸出疊加于原交流側(cè)電流給定值，并對(duì)新的電流給定值進(jìn)行解耦控制，最終實(shí)現(xiàn)橋臂電容電壓平衡。本發(fā)明適用于各種模塊化多電平變換器應(yīng)用場(chǎng)合。
【專利說(shuō)明】基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變換器的橋臂電容電壓平衡控制領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]模塊化多電平變換器通過(guò)子模塊輸出電壓疊加，可實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。同時(shí)其直流側(cè)并聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)能量交換，特別適用于高壓直流輸電(HVDC)領(lǐng)域，在中壓變頻器控制，中壓SVG中也有所應(yīng)用。該方法存在控制上的難題之一是其電容電壓平衡控制。其電容電壓平衡控制包括相間、橋臂間及橋臂內(nèi)平衡控制。
[0003]對(duì)于相間電容電壓平衡控制，可以通過(guò)從直流側(cè)或交流側(cè)對(duì)功率進(jìn)行控制；對(duì)于橋臂內(nèi)電容電壓平衡，可以通過(guò)排序，疊加電壓等方法解決。然而對(duì)于橋臂間電容電壓平衡，文獻(xiàn)記載的方法較少，主要通過(guò)在直流側(cè)環(huán)流上疊加交流成份實(shí)現(xiàn)。
[0004]對(duì)于如圖4所示的模塊化多電平變換器(MMC)，其等效電路如圖5所示，根據(jù)該圖，可列寫上下橋臂電壓表達(dá)式為，

【權(quán)利要求】
1.基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟一:獲得交流側(cè)三相電流偏移量的給定值Λ iA、Δ iB、Δ ic ； 步驟二:將步驟一獲得的交流側(cè)三相電流偏移量的給定值Λ iA、Δ iB、Δ i。，分別疊加在交流側(cè)三相電流偏移量的期望值i*0A、i*oB> i*oc上后，獲得交流側(cè)三相電流參考值i,efA、irefB>i,efC，該交流側(cè)三相電流參考值i,efA、irefB> irefC經(jīng)三相變兩相坐標(biāo)變換后，送入PI調(diào)節(jié)器， 同時(shí)，檢測(cè)變換器輸出的三相電流實(shí)際值iQA、i0B> iQC，并經(jīng)三相變兩相坐標(biāo)變換后，送API調(diào)節(jié)器， PI調(diào)節(jié)器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行PI控制，獲得兩相電壓指令ud、U,，并對(duì)兩相電壓指令Ud、U(1進(jìn)行兩相變?nèi)嘧鴺?biāo)變換后，獲得PI控制得到的三相電壓ua、ub、u。，其中Ud、U(1分別表示dq坐標(biāo)系下的d軸電壓分量和q軸電壓分量； 步驟三:采集交流網(wǎng)側(cè)三相電壓uSA、uSB> Usc ； 步驟四:根據(jù)步驟一獲得的交流側(cè)三相電流偏移量的給定值八。、八&、八^及步驟二獲得的交流側(cè)三相電流參考值i,efA、irefB> i,ere，獲得零序電壓U。； 步驟五:通過(guò)加法器對(duì)步驟二獲得的PI控制得到的三相電壓ua、ub, u。，步驟三獲得的交流網(wǎng)側(cè)三相電壓usa、usb、usc及步驟四獲得的零序電壓Utl分別求和，得到變換器最終的交流側(cè)三相電壓給定值uQA、uQB、uQC；,通過(guò)該變換器最終的交流側(cè)三相電壓給定值UQA、UQB、UQC；對(duì)變換器進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)模塊化多電平橋臂電容電壓平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟一中所述的獲得交流側(cè)三相電流偏移量的給定值A(chǔ)iA、AiB、Ai。的過(guò)程為， 步驟一一:分別檢測(cè)A、B、C相的η個(gè)子模塊的電平電壓，獲得A相η個(gè)子模塊上、下橋臂電容電壓值，B相η個(gè)子模塊上、下橋臂電容電壓值及C相η個(gè)子模塊上、下橋臂電容電壓值， 步驟一二:統(tǒng)計(jì)各相上、下橋臂電容電壓平均值，并通過(guò)低通濾波器濾除高頻波動(dòng)成份，獲得的各相上、下橋臂電容電壓差值送入PI調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得交流側(cè)電流偏移量的給定值Δ iA、Δ iB、Δ ic。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法，其特征在于，步驟四中所述的根據(jù)步驟一獲得的交流側(cè)三相電流偏移量的給定值Λ iA、Λ iB、Δ ic及步驟二獲得的交流側(cè)三相電流參考值irefA、irefB、irefC，獲得零序電壓U。的過(guò)程為， 通過(guò)交流側(cè)三相電流偏移量的給定值A(chǔ)iA、AiB、Aic及步驟二獲得的交流側(cè)三相電流參考值iMfA、irefB> irefC?獲得反饋電流零序分量(Δ iA+ Δ iB+ Δ ic) /3與參考電流零序分量(irefA+irefB+irefC) /3， 并將反饋電流零序分量(Λ iA+Λ iB+Aic)/3與參考電流零序分量(iMfA+iMfB+iMrc)/3進(jìn)行PI控制，獲得零序電壓IV
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于交流側(cè)電流補(bǔ)償?shù)哪K化多電平橋臂電容電壓平衡控制方法，其特征在于，所述的低通濾波器采用滑動(dòng)窗平均方法實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H02M7/483GK104135178SQ201410400439
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】楊榮峰, 楊旭, 劉宇光, 張穎琳, 李彬彬, 王高林, 于泳, 徐殿國(guó), 何崇飛 申請(qǐng)人:哈爾濱同為電氣股份有限公司