《CN2014101456473A 双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法 1-14》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CN2014101456473A 双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法 1-14（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103956928 A(43)申请公布日 2014.07.30CN103956928A(21)申请号 201410145647.3(22)申请日 2014.04.08H02M 7/501(2007.01)H02M 7/537(2006.01)(71)申请人华南理工大学地址 511400 广东省广州市南沙区环市大道南路25号华工大广州产研院(72)发明人张波 付坚 丘东元(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司 44102代理人何淑珍(54) 发明名称双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法(57) 摘要本发明提供双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的
2、控制方法，包括对上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压控制；采样上开关组、中开关组和下开关组的每个功率开关单元的直流电容的电压，通过电压反馈和PI调节，稳定上该功率开关单元的直流电容的电压。本发明的控制方法均衡和稳定了双输出单相三开关组MMC逆变器中直流电容的电压，确保双输出单相三开关组MMC逆变器具有两路N+1电平交流输出，输出电流波形质量很高，功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，同时能保证变换器工作过程中所有开关管承受的电压相等，很好的解决了开关管的均压问题。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页 附图5页(19)中华人民共和国国家
3、知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图5页(10)申请公布号 CN 103956928 ACN 103956928 A1/2页21.双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，其特征在于：包括对上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压控制；采样上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压（vHCj）和流过上开关组的电流（iH），通过电压反馈和PI调节，稳定上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压，其中j的取值为1N；采样中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的直流电容的电压（vMCj）和流过中开关组的电流（iM），通过电压反馈和
4、PI调节，稳定中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的直流电容的电压；采样下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容的电压（vLCj）和流过下开关组的电流（iL），通过电压反馈和PI调节，稳定下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容的电压。2.根据权利要求1所述的双输出单相三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，其特征在于：所述对上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压控制中，参考电压（VCref）减去上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压（vHCj），然后通过PI调节，得到上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的误差放
5、大信号（vHCj）；流过上开关组的电流（iH）通过符号函数（sign），当流过上开关组的电流（iH）大于0时，符号函数（sign）输出为1；当流过上开关组的电流（iH）小于0时，符号函数输出为-1；上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容电压的误差放大信号（vHCj）乘以符号函数（sign），然后除以值为Udc/2的电压，得到上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化误差放大信号（v*HCj）；逆变器的第一路输出的实际参考电压（Ra）除以值为Udc/2的电压，得到第一路输出的归一化参考电压（R*a）；第一路输出的归一化参考电压（R*a）加上1/3，并减去上开关组的第j个功率开关
6、单元（SMHj）的归一化误差放大信号（v*HCj），得到上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）；上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）与第j个载波（Cj）通过比较器，产生上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj），当上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）大于第j个载波（Cj）时，上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj）为高电平；当上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的归一化参考信号（v*HCj）小于第j个载波（Cj）时
7、，上开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的第二开关管（S2）的控制电平（SHj）为低电平。3.根据权利要求1所述的双输出单相三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，其特征在于：所述中开关组的第j个功率开关单元（SMHj）的直流电容的电压控制中，参考电压（VCref）减去中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的直流电容的电压（vMCj），然后通过PI调节，得到中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的直流电容电压的误差放大信号（vMCj）；流过中开关组的电流（iM）通过符号函数（sign），当流过中开关组的电流（iM）大于0时，符号函数（sign）输出为1；当流过中开关组的电流（iM）小
8、于0时，符号函数输出为-1；中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的直流电容电压的误差放大信号（vMCj）乘以符号函数（sign），然后除以值为Udc/2的电压，得到中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的归一化误差放大信号（v*MCj）；第一路输出的实际参考电压（Ra）除以值为Udc/2的电压，得到第一路输出的归一化参考电压（R*a）；第一路输出的归一化参考电压（R*a）加上1/3，并加上中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的归一化误差放大信号（v*MCj），得到中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第一归一化参考信号（v*MCjH）；中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）权
9、利 要 求 书CN 103956928 A2/2页3的第一归一化参考信号（v*MCjH）与第j个载波（Cj）通过比较器，当中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第一归一化参考信号（v*MCjH）大于第j个载波（Cj）时，该比较器输出高电平；当中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第一归一化参考信号（v*MCjH）小于第j个载波（Cj）时，该比较器输出低电平；逆变器的第二路输出的实际参考电压（Rb）除以值为Udc/2的电压，得到第二路输出的归一化参考电压（R*b）；第二路输出的归一化参考电压（R*b）加上1/3，并减去中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的归一化误差放大信号（v*MC
10、j），得到中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第二归一化参考信号（v*MCjL）；中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第二归一化参考信号（v*MCjL）与第j个载波（Cj）通过比较器，当中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的归一化参考信号（v*MCjH）大于第j个载波（Cj）时，该比较器输出高电平；当中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第二归一化参考信号（v*MCjL）小于第j个载波（Cj）时，该比较器输出低电平；所述两个比较器的输出通过异或门，产生中开关组的第j个功率开关单元（SMMj）的第二开关管（S2）的控制电平（SMj）。4.根据权利要求1所述的双输出单相三开关组
11、MMC逆变器直流电容电压的控制方法，其特征在于：所述下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容的电压控制中，参考电压（VCref）减去下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容的电压（vLCj），然后通过PI调节，得到下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容电压的误差放大信号（vLCj）；流过下开关组的电流（iL）通过符号函数（sign），当流过下开关组的电流（iL）大于0时，符号函数（sign）输出为1；当流过下开关组的电流（iL）小于0时，符号函数输出为-1；下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的直流电容电压的误差放大信号（vLCj）乘以符号函数（sign），
12、然后除以值为Udc/2的电压，得到下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化误差放大信号（v*LCj）；第二路输出的实际参考电压（Rb）除以值为Udc/2的电压，得到第二路输出的归一化参考电压（R*b）；第二路输出的归一化参考电压（R*b）减去1/3，并减去下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化误差放大信号（v*LCj），得到下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化参考信号（v*LCj）；下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化参考信号（v*LCj）与第j个载波（Cj）通过比较器，产生下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的第二开关管（S2）的控制电平（SLj
13、），当下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化参考信号（v*LCj）小于第j个载波（Cj）时，下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的第二开关管（S2）的控制电平（SLj）为高电平；当下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的归一化参考信号（v*LCj）大于第j个载波（Cj）时，下开关组的第j个功率开关单元（SMLj）的第二开关管（S2）的控制电平（SLj）为低电平。权 利 要 求 书CN 103956928 A1/6页4双输出三开关组 MMC 逆变器直流电容电压的控制方法技术领域0001 本发明涉及模块组合多电平（MMC）变换器直流电容电压的控制领域，具体涉及一种双输出三开关组MM
14、C逆变器直流电容电压的控制方法。背景技术0002 双输出单相三开关组MMC逆变器具有两路N+1电平交流输出，输出电流波形质量很高，功率开关单元中每个开关管承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，同时能保证变换器工作过程中所有开关管承受的电压相等，很好的解决了开关管的均压问题。与现有的单相三开关变换器相比较，本发明所提供的双输出单相三开关组MMC逆变器的两路输出均为N+1电平交流输出，输出交流波形的质量有了极大的提高。此外，每个开关管的承受的电压应力仅为直流母线电压的1/N，且本发明所提供的控制方法使变换器工作过程中所有开关管承受的电压相等，很好的解决了开关管的均压问题，这将非常有利于双输出单相
15、三开关组MMC逆变器在高压和大功率场合的应用。与现有的MMC变换器相比较，本发明所提供的双输出单相三开关组MMC逆变器具有两路交流输出，可直接用于两条不同频率的交流线路的相连，极大的降低了工程成本。0003 双输出单相三开关组MMC逆变器中直流电容的电压必须均衡，这是保证双输出单相三开关组MMC逆变器正常工作的基本前提。然而，目前已有的MMC变换器的直流电容的控制方法并不适用于双输出单相三开关组MMC逆变器。发明内容0004 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的控制方法，具体技术方案如下。0005 一种双输出三开关组MMC逆变器直流电容电压的
16、控制方法，包括对上开关组、中开关组和下开关组的功率开关单元的直流电容的电压控制；采样上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过上开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压，其中j的取值为1N；采样中开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过中开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定中开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压；采样下开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压和流过下开关组的电流，通过电压反馈和PI调节，稳定下开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压。0006 所述上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压控制中，参考电压减去上开关组的第j个功率开关单元的直流电容的电压，然后通过PI调节，得到上开关组的第j个功率开关单元的直流电容电压的误差放大信号；流过上开关组的电流通过符号函数，当流过上开关组的电流大于0时，符号函数输出为1；当流过上开关组的电流小于0时，符号函数输出为-1；上开关组的第j个功率开
