之后的其他拓?fù)湓跈?quán)利范圍內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利1所述的基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓 撲，其特征在于:鉗位二極管，通過輔助開*Kau_l2、Kau_( 1+m連接A相上橋臂中第i個(gè)子模塊電 容C-au-_i與第i+Ι個(gè)子模塊電容C-au-_ i+1的正極，其中i的取值為1~K-1;通過輔助開關(guān)Kau_K2、 Tau_K+1連接A相上橋臂中第K個(gè)子模塊電容C-au-_K與第K+1個(gè)子模塊電容C- au_K+1正極;通過輔 助開關(guān)Tau」、Tau_j+i連接A相上橋臂中第j個(gè)子模塊電容C- au-」與第j+Ι個(gè)子模塊電容C-au-」+i 的正極，其中j的取值為K+1~N-1;通過輔助開關(guān)Tau_N、Kai_ 12連接A相上橋臂中第N個(gè)子模塊 電容C-au_N與A相下橋臂第1個(gè)子模塊電容C- ai-_i正極;通過輔助開關(guān)Kai_i2、Κ3ι_α+υ 2連接A相 下橋臂中第i個(gè)子模塊電容C-al-_i與第i + Ι個(gè)子模塊電容C-al-_i + l的正極，其中i的取值為1~ K-1 ;通過輔助開關(guān)Kal_K2、Tal_K+l連接A相下橋臂中第K個(gè)子模塊電容C-al-J(與第K+1個(gè)子模塊 電容C-al-_K+l正極;通過輔助開關(guān)1' 31」、1'￡11」+ 1連接厶相下橋臂中第]_個(gè)子模塊電容(]-￡11」與第」 + 1個(gè)子模塊電容c-ai-_j+1的正極，其中j的取值為K+1~N-ι;鉗位二極管，通過輔助開關(guān) Kbu_i2、Kbu_(i+1)2連接B相上橋臂中第i個(gè)子模塊電容C- bu-_i與第i+Ι個(gè)子模塊電容c-bu-_i+1. 極，其中i的取值為1~K-1;通過輔助開關(guān)K bu_K2、Tbu_K+1連接B相上橋臂中第K個(gè)子模塊電容 C-bu__K與第K+1個(gè)子模塊電容C-bu-_K+1負(fù)極;通過輔助開關(guān)T bu」、Tbu」+1連接B相上橋臂中第j 個(gè)子模塊電容C_bu-」與第j+1個(gè)子模塊電容C-bu-」+1負(fù)極，其中j的取值為K+1~N-1;通過輔 助開關(guān)Tbu_N、Kbl_12連接B相上橋臂中第N個(gè)子模塊電容C-bu-_N與B相下橋臂中第1個(gè)子模塊電 容C_bi_i負(fù)極;通過輔助開關(guān)&1」2、1(1 )1_(1+1)2連接13相下橋臂中第;[個(gè)子模塊電容〇1)1-_：1與第1+ 1個(gè)子模塊電容C_bi-_i+i負(fù)極，其中i的取值為1~K-1;通過輔助開關(guān)Kbi_K2、Tbi_K+i連接B相下 橋臂中第K個(gè)子模塊電容C-bij(與第K+1個(gè)子模塊電容C_bi-_K+i負(fù)極；通過輔助開關(guān)Tbi」、 Tbi」+i連接B相下橋臂中第j個(gè)子模塊電容C-bi-j與第j+1個(gè)子模塊電容C_bi」+i負(fù)極，其中j的 取值為K+1~N-1;同時(shí)鉗位二極管，通過輔助開關(guān)Kbu_i2連接A相上橋臂第一個(gè)子模塊電容 C-au-_i與B相上橋臂第一個(gè)子模塊電容C-bu-_i負(fù)極;通過輔助開關(guān)Tai_N連接A相下橋臂第N個(gè) 子模塊電容C-ai_N與B相下橋臂第N個(gè)子模塊電容C_bi-_N正極;C相鉗位二極管的連接關(guān)系與 其子模塊的連接關(guān)系相對應(yīng);上述A、B、C三相中6N個(gè)輔助開關(guān)K au_i2、Kai_i2、Kbu_ i2、Kbi_i2、 Kcu_i2、Kci_i2、Tau」、T ai」、Tbu」、Tbi」、Tcu」、Tel」，其中i的取值為1~K，j的取值為K+1~N，6N+1 個(gè)鉗位二極管，共同構(gòu)成自均壓輔助回路。4. 根據(jù)權(quán)利1所述的基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓 撲，其特征在于：正常情況時(shí)，自均壓輔助回路中6N個(gè)輔助開關(guān)K au_i2、Kai_i2、Kbu_ i2、Kbi_i2、 Kcu_i2、Kci_i2、Tau」、T ai」、Tbu」、Tbi」、Tcu」、Tci」，常閉，其中i的取值為1~K，j的取值為K+1~ N;故障情況時(shí)，6N-6K個(gè)輔助開關(guān)Tau」、Tai」、Tbu」、Tbi」、T?」、Tea」斷開，其中j的取值為K+1 ~N;正常情況下，A相上橋臂第i個(gè)子模塊電容C-au-」旁路時(shí)，其中i的取值為2~N，子模塊電 容C_ au-_i與子模塊電容C_au-_i-i通過鉗位二極管并聯(lián);A相下橋臂第一個(gè)子模塊電容C_ai_i旁 路時(shí)，子模塊電容C_ ai-_i通過鉗位二極管、兩個(gè)橋臂電抗器Lo與子模塊電容C_au-_N并聯(lián);A相 下橋臂第i個(gè)子模塊電容C-al_i旁路時(shí)，其中i的取值為2~N，子模塊電容C_al-_i與子模塊電 容0 31_^通過鉗位二極管并聯(lián);B相上橋臂第i個(gè)子模塊電容C-bu-_i旁路時(shí)，其中i的取值為1 ~N-1，子模塊電容C_b u-_i與子模塊電容C_bu-_i+i通過鉗位二極管并聯(lián);B相上橋臂第N個(gè)子模 塊電容C_bU_N旁路時(shí)，子模塊電容C-bu-_N通過鉗位二極管、兩個(gè)橋臂電抗器L〇與子模塊電容 C_bi-_i并聯(lián);B相下橋臂第i個(gè)子模塊電容C_bi_i旁路時(shí)，其中i的取值為1~N-1，子模塊電容 C-bi-_i與子模塊電容C_bi_i+i通過鉗位二極管并聯(lián);同時(shí)A相上橋臂第1個(gè)子模塊電容C-au-_i投 入時(shí)，子模塊電容C_ au-_i與子模塊電容C-bu-_i通過鉗位二極管并聯(lián);B相下橋臂第N個(gè)子模塊 電容C_bl_N投入時(shí)，子模塊電容C-al-_N與子模塊電容C-bl_N通過鉗位二極管并聯(lián);在直交流能 量轉(zhuǎn)換的過程中，各個(gè)子模塊交替投入、旁路，A相上下橋臂子模塊電容電壓在鉗位二極管 的作用下，滿足下列約束，U〇au_l 2 Uc-au_2··· 2 U〇au_N 2 U〇al_l 2 U〇al_2··· 2 U〇al_N;B 相上下橋 臂子模塊電容電壓在鉗位二極管的作用下，滿足下列約束，Uc-bu_l < Uc-bu_2··· < Uc-bu_N < Uc-blJ < UC-bl_2··· < UC-bl_N;依靠跨在A、B相間的兩個(gè)鉗位二極管，基于不等式約束的無輔助 電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)渲?，子模塊電容c- au-_i與子模塊電容C-bu-_i的電壓 之間，子模塊電容C-al-_N與子模塊電容C_bl_N的電壓之間存在下列不等式約束，Uc-au_l < Uc-bu-i，Uc-ai-N 2 Uc-bi-N;基于該不等式約束，A、B相上下橋臂中4N個(gè)子模塊電容，Cau-i、C ai-i、 Cbu_i、Cbi_i，其中i取值為1~N，的電壓處于自平衡狀態(tài)，拓?fù)銩、B相間具備子模塊電容電壓自 均衡能力;若拓?fù)渲蠧相的構(gòu)成形式與A相一致，則C、B相間電容電壓的約束條件與A、B之間 電容電壓約束條件一致;若拓?fù)渲蠧相的構(gòu)成形式與B相一致，則A、C相間電容電壓的約束條 件與A、B之間電容電壓約束條件一致，拓?fù)渚邆渥幽K電容電壓自均衡能力;在利用鉗位二 極管實(shí)現(xiàn)相內(nèi)相鄰子模塊間電容能量單相流動(dòng)的基礎(chǔ)上，依靠子模塊電容Cm X-bn、 電壓之間與子模塊C_al-_N、C-bl_N、C-cd_N電壓之間的不等式約束，實(shí)現(xiàn)電容能量的相間 流動(dòng)構(gòu)成電容能量的循環(huán)通路，進(jìn)而保持相間子模塊電容電壓穩(wěn)定，是該權(quán)利的保護(hù)內(nèi)容。5. 根據(jù)權(quán)利1所述的基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓 撲，其特征在于:基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)洌粌H能 作為多電平電壓源換流器直接應(yīng)用于柔性直流輸電領(lǐng)域，也能通過構(gòu)成靜止同步補(bǔ)償器 (STATC0M)，統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)，統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)等裝置應(yīng)用于柔性交流輸 電領(lǐng)域;間接利用該發(fā)明拓?fù)浼八枷氲钠渌麘?yīng)用場合在權(quán)利范圍內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明提供基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)?。半?單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)渲校霕?單箝位混聯(lián)MMC模型與自均壓輔助回路通過輔助回路中的6<i>N</i>個(gè)輔助開關(guān)發(fā)生電氣聯(lián)系，輔助開關(guān)閉合，兩者構(gòu)成基于不等式約束的無輔助電容式半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)?，輔助開關(guān)打開，拓?fù)涞刃榘霕?單箝位混聯(lián)MMC拓?fù)?。在不?qiáng)調(diào)兩種拓?fù)洳町惖那闆r下，輔助開關(guān)中的6<i>K</i>個(gè)機(jī)械開關(guān)可以省略。該半橋/單箝位混聯(lián)MMC自均壓拓?fù)洌梢泽槲恢绷鱾?cè)故障，同時(shí)不依賴于專門的均壓控制，能夠在完成直交流能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，自發(fā)地實(shí)現(xiàn)子模塊電容電壓的均衡，此外可以相應(yīng)降低子模塊觸發(fā)頻率和電容容值，實(shí)現(xiàn)MMC的基頻調(diào)制。
【IPC分類】H02M7/49, H02M1/32
【公開號】CN105634317
【申請?zhí)枴緾N201610047415
【發(fā)明人】趙成勇, 劉航, 許建中
【申請人】華北電力大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月25日