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一种模 块化多电平换流器的子模块投退控制方法

阅读：204发布：2020-05-27

专利汇可以提供一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，包括如下步骤：将子模块拆分为已投入组和已退出组，并分别在两组子模块进行排序，生成分组排序结果；根据换流器系统控制主机的子模块投入数据计算子模块投入变化个数ΔN；根据子模块电压均衡情况计算本次子模块需要投入个数TRUN_ON和需要退出个数TRUN_OFF，TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN；在已投入组挑选本次需要退出的子模块，其个数为TRUN_OFF；在已退出组挑选本次需要投入的子模块，其个数为TRUN_OFF；以满足换流器系统的子模块投入个数需求；阀控装置形成子模块开关命令并发送至各个子模块。此种控制方法根据子模块电压均衡情况和子模块分组排序调整投退个数，可以有效控制子模块开关频率以及平衡子模块电容电压。，下面是一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1，将子模块拆分为已投入组和已退出组，并分别在两组子模块进行排序，生成分组排序结果；
步骤2，根据换流器系统控制主机的子模块投入数据计算子模块投入变化个数ΔN；
步骤3，根据子模块电压均衡情况计算本次子模块需要投入个数TRUN_ON和需要退出个数TRUN_OFF，TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN；
步骤4，在已投入组挑选本次需要退出的子模块，其个数为TRUN_OFF；在已退出组挑选本次需要投入的子模块，其个数为TRUN_OFF；以满足换流器系统的子模块投入个数需求；
步骤5，阀控装置形成子模块开关命令并发送至各个子模块。
2.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于：
所述步骤1中，根据子模块的开关投退状态将子模块拆分为已投入组和已退出组。
3.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于：
所述步骤1中，根据电容电压值在两组子模块分别进行电压排序，生成分组排序结果。
4.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于：
所述步骤3中，若子模块电压偏差大，则TRUN_ON和TRUN_OFF中取较大值；若子模块电压偏差小，则TRUN_ON和TRUN_OFF中取较小值。
5.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于：
所述步骤4中，当换流器系统处于充电阶段时，在已投入组挑选电压最大的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压最小的TRUN_ON个子模块。
6.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其特征在于：
所述步骤4中，当换流器系统处于放电阶段时，在已投入组挑选电压最小的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压最大的TRUN_ON个子模块。

说明书全文

一种模 块化多电平换流器的子模块投退控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，适用于各类模块化多电平换流器系统的阀控装置。

背景技术

[0002] 模块化多电平换流器系统广泛应用在柔性直流输电工程和静止同步补偿器等电力电子系统领域。阀控装置是换流器系统控制主机和子模块之间的中间桥梁，在满足换流器系统的子模块投入个数需求基础上，既要平衡子模块电容电压，也要有效控制子模块开关频率以降低开关损耗。

[0003] 传统的子模块投退控制策略主要如下：对子模块的电容电压值进行排序，当换流器系统处于放电阶段时，根据排序结果投入电压较小的子模块；当换流器系统处于充电阶段时，根据排序结果投入电压较大的子模块。因不考虑子模块开关投退状态，仅根据电容电压排序结果选择子模块会导致子模块开关频率较高，使换流器系统开关损耗较大。本案由此产生。

发明内容

[0004] 本发明的目的，在于提供一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，其根据子模块电压均衡情况和子模块分组排序调整投退个数，可以有效控制子模块开关频率以及平衡子模块电容电压。

[0005] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

[0006] 一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，包括如下步骤：

[0007] 步骤1，将子模块拆分为已投入组和已退出组，并分别在两组子模块进行排序，生成分组排序结果；

[0008] 步骤2，根据换流器系统控制主机的子模块投入数据计算子模块投入变化个数ΔN；

[0009] 步骤3，根据子模块电压均衡情况计算本次子模块需要投入个数TRUN_ON和需要退出个数TRUN_OFF，TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN；

[0010] 步骤4，在已投入组挑选本次需要退出的子模块，其个数为TRUN_OFF；在已退出组挑选本次需要投入的子模块，其个数为TRUN_OFF；以满足换流器系统的子模块投入个数需求；

[0011] 步骤5，阀控装置形成子模块开关命令并发送至各个子模块。

[0012] 上述步骤1中，根据子模块的开关投退状态将子模块拆分为已投入组和已退出组。

[0013] 上述步骤1中，根据电容电压值在两组子模块分别进行电压排序，生成分组排序结果。

[0014] 上述步骤3中，若子模块电压偏差大，则TRUN_ON和TRUN_OFF中取较大值；若子模块电压偏差小，则TRUN_ON和TRUN_OFF中取较小值。

[0015] 上述步骤4中，当换流器系统处于充电阶段时，在已投入组挑选电压最大的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压最小的TRUN_ON个子模块。

[0016] 上述步骤4中，当换流器系统处于放电阶段时，在已投入组挑选电压最小的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压最大的TRUN_ON个子模块。

[0017] 采用上述方案后，本发明利用阀控装置汇总接收各个子模块电容电压值和子模块投入退出状态，根据子模块投退状态拆分为已投入组和已退出组，根据电容电压值在两组子模块分别进行电压排序，生成分组排序结果。阀控装置接收换流器系统控制主机的子模块投入数据并计算投入变化个数ΔN；阀控装置从分组排序结果中挑选出本次需要改变命令状态的子模块，在已投入组需要退出的子模块个数为TRUN_OFF，在已退出组需要投入的子模块个数TRUN_ON，其中TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN以满足换流器系统的子模块投入个数需求；阀控装置根据子模块电压均衡情况调整TRUN_ON和TRUN_OFF，可以有效控制子模块开关频率以及平衡子模块电容电压，可应用在电力电子系统领域的各类模块化多电平换流器系统。附图说明

[0018] 图1是本发明应用的模块化多电平换流器一个桥臂的结构示意图；

[0019] 图2是阀控装置、控制主机和子模块的示意图；

[0020] 图3是子模块投退控制方法流程图；

[0021] 图4是充电阶段和放电阶段选择子模块示意图。

具体实施方式

[0022] 以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

[0023] 如图1所示，是模块化多电平换流器一个桥臂的示意图，采用多个子模块串联形成一个桥臂再接入系统。

[0024] 如图2所示，阀控装置是换流器系统控制主机和子模块之间的中间桥梁，换流器系统控制主机将子模块投入个数发送给阀控装置，同时各个子模块信息汇总反馈至阀控装置，阀控装置采用控制方法形成子模块开关命令。

[0025] 如图3所示，本发明提供一种模块化多电平换流器的子模块投退控制方法，包括如下步骤：

[0026] 步骤1，根据子模块的开关投退状态将子模块拆分为已投入组和已退出组，根据电容电压值在两组子模块分别进行电压排序，生成分组排序结果；

[0027] 步骤2，根据换流器系统控制主机的子模块投入数据计算子模块投入变化个数，本次投入变化个数为ΔN等于本次子模块投入个数ON2和上次子模块投入个数ON1之差；

[0028] 步骤3，根据子模块电压均衡情况计算本次子模块需要投入个数TRUN_ON和需要退出个数TRUN_OFF，TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN，以满足换流器系统的子模块投入个数需求。根据子模块电压均衡情况(子模块电压偏差＝最大子模块电压-最小子模块电压)调整TRUN_ON和TRUN_OFF，可以有效控制子模块开关频率以及平衡各个子模块电容电压，比如当子模块电压偏差较大时，TRUN_ON和TRUN_OFF取较大值；当子模块电压偏差较小时，TRUN_ON和TRUN_OFF取较小值。

[0029] 步骤4，在已投入组挑选本次需要退出的子模块(其个数为TRUN_OFF)，在已退出组挑选本次需要投入的子模块(其个数为TRUN_OFF)，TRUN_ON和TRUN_OFF之差等于ΔN，以满足换流器系统的子模块投入个数需求；具体来说，当换流器系统处于充电阶段时，在已投入组挑选电压较大的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压较小的TRUN_ON个子模块；当换流器系统处于放电阶段时，在已投入组挑选电压较小的TRUN_OFF个子模块，在已退出组挑选电压较大的TRUN_ON个子模块。可配合图4所示。

[0030] 步骤5，阀控装置形成子模块开关命令并发送至各个子模块。

[0031] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

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