一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及系统技术方案

本发明专利技术属于交直流变换器稳态分析与性能评估领域，提供了一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及系统。该方法包括，定义动态调制比；根据模块化多电平换流器的拓扑结构，构建模块化多电平换流器的调制信号，依据所述调制信号得到相应谐波分量的幅值，基于所述相应谐波分量的幅值，得到模块化多电平换流器的动态调制比数值；基于所述动态调制比数值评估模块化多电平换流器是否存在过调制风险。模块化多电平换流器是否存在过调制风险。模块化多电平换流器是否存在过调制风险。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及系统


[0001]本专利技术属于交直流变换器稳态分析与性能评估领域，尤其涉及一种模块化 多电平换流器过调制风险评估方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在 先技术。
[0003]模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)具有模块化结构、 开关损耗小、谐波性能优良、无需半导体直接串联等优点。凭借这些优势，它 已被广泛应用于中高压直流中。在模块化多电平换流器中，调制信号是连接控 制单元和交直流变换器主电路的桥梁。根据变换器的控制目标，由控制单元产 生调制信号，并在调制阶段转换为绝缘栅门极晶体管(Insulated Gate BipolarTranslator,IGBT)的栅极脉冲，用于控制主电路中IGBT的通断状态。因此，IGBT 的开关状态受调制信号的影响很大。如果调制信号超过其允许的范围，即发生 过调制，那么IGBT栅极脉冲将受到干扰，导致输出桥臂电压与所需的臂电压不 一致，换流器工作不稳定等问题。
[0004]因此过调制风险评估在电路参数选择、工作区域设计等方面具有重要意义。 然而，现有方法存在缺陷，如广泛使用的模块化多电平换流器过调制风险评估 方法来自两电平变换器；使用传统的过调制风险评估方法(ConventionalModulation Ratio,CMR)会引入不合理简化，并因此导致结果计算不准确。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种模块化多电平 换流器过调制风险评估方法及系统，其可以准确、直观地评估模块化多电平换 流器的过调制风险。。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法。
[0008]一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法，包括：
[0009]定义动态调制比；
[0010]根据模块化多电平换流器的拓扑结构，构建模块化多电平换流器的调制信 号，依据所述调制信号得到相应谐波分量的幅值，基于所述相应谐波分量的幅 值，得到模块化多电平换流器的动态调制比数值；
[0011]基于所述动态调制比数值评估模块化多电平换流器是否存在过调制风险。
[0012]本专利技术的第二个方面提供一种模块化多电平换流器过调制风险评估系统。
[0013]一种模块化多电平换流器过调制风险评估系统，包括：
[0014]动态调制比定义模块，其被配置为：定义动态调制比；
[0015]动态调制比数值计算模块，其被配置为：根据模块化多电平换流器的拓扑 结构，
构建模块化多电平换流器的调制信号，依据所述调制信号得到相应谐波 分量的幅值，基于所述相应谐波分量的幅值，得到模块化多电平换流器的动态 调制比数值；
[0016]评估模块，其被配置为：基于所述动态调制比数值评估模块化多电平换流 器是否存在过调制风险。
[0017]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0018]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行 时实现如上述第一个方面所述的模块化多电平换流器过调制风险评估方法中的 步骤。
[0019]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0020]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上 运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的 模块化多电平换流器过调制风险评估方法中的步骤。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术可以准确评估模块化多电平换流器的过调制风险，判断方法简洁明 了，动态调制比越大，过调制的风险就越大。评估误差小于0.5％。
[0023]本专利技术相比于基于传统调制比的方法，基于动态调制比的方法在所有情况 下都是准确的，并且在模块化多电平换流器的参数设计中以动态调制比作为指 标时，可以扩展模块化多电平换流器无过调制风险安全运行区域。
[0024]本专利技术对于模块化多电平换流器主电路参数选择、最大工作区计算、换流 变压器抽头变换等方面具有重要意义。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1是本专利技术示出的模块化多电平换流器过调制风险评估方法的流程图；
[0027]图2是本专利技术示出的模块化多电平换流器拓扑结构示意图；
[0028]图3是本专利技术示出的算例中基于本专利技术所述方法和基于传统方法的计算结 果对比图；
[0029]图4是本专利技术示出的关键电气量的波形图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0031]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的 普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、 组件和/或它们的组合。
[0033]需要注意的是，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的 方法
和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图或框图中 的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，所述模块、程序段、 或代码的一部分可以包括一个或多个用于实现各个实施例中所规定的逻辑功能 的可执行指令。也应当注意，在有些作为备选的实现中，方框中所标注的功能 也可以按照不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实 际上可以基本并行地执行，或者它们有时也可以按照相反的顺序执行，这取决 于所涉及的功能。同样应当注意的是，流程图和/或框图中的每个方框、以及流 程图和/或框图中的方框的组合，可以使用执行规定的功能或操作的专用的基于 硬件的系统来实现，或者可以使用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0034]实施例一
[0035]如图1所示，本实施例提供了一种模块化多电平换流器过调制风险评估方 法，包括以下步骤：
[0036]定义动态调制比；
[0037]根据模块化多电平换流器的拓扑结构，构建模块化多电平换流器的调制信 号，依据所述调制信号得到相应谐波分量的幅值，基于所述相应谐波分量的幅 值，得到模块化多电平换流器的动态调制比数值；
[0038]基于所述动态调制比数值评估模块化多电平换流器是否存在过调制风险。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法，其特征在于，包括：定义动态调制比；根据模块化多电平换流器的拓扑结构，构建模块化多电平换流器的调制信号，依据所述调制信号得到相应谐波分量的幅值，基于所述相应谐波分量的幅值，得到模块化多电平换流器的动态调制比数值；基于所述动态调制比数值评估模块化多电平换流器是否存在过调制风险。2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器过调制风险评估方法，其特征在于，所述动态调制比为：其中，M
dyn
表示动态调制比；函数“max<
·
>”表示返回输入表达式的最大值，S
m,ap
(t)表示调制信号。3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器过调制风险评估方法，其特征在于，所述调制信号S
m,ap
(t)由下式计算得到：其中，S
m,ap
(t)和S
m,an
(t)表示上桥臂和下桥臂的调制信号；A0，A1和A2分别是直流、1次和2次谐波分量的幅值；α1和α2表示相应的相位角；ω为基频角频率。4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器过调制风险评估方法，其特征在于，所述动态调制比反映了调制信号的允许边界与距允许边界最近点之间的距离。5.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器过调制风险评估方法，其特征在于，判断所述过调制的标准包括：判断桥臂电压参考值是否超过桥臂电压输出能力。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李可军，刘智杰，郭忠霖，封璟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：