本發(fā)明屬于中低壓直流配電網(wǎng)，特別涉及一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法。

背景技術(shù)：

1、以三電平變流器為代表的柔性變流器是柔性配電網(wǎng)的核心裝備，可以實(shí)現(xiàn)交直流功率變換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的功率互濟(jì)、可靠性提升、新能源承載能力提升等。

2、隨著柔性配電系統(tǒng)功率等級(jí)的提升，要求進(jìn)一步提高柔性變流器的功率等級(jí)，一種可行的方法是采用大功率igct器件構(gòu)建三電平變流器，從而提升變流器單機(jī)功率容量。采用igct器件的變流器功率模塊通常采用壓接型結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其部分換流回路較長(zhǎng)，回路雜散電感較大，導(dǎo)致igct器件存在關(guān)斷過電壓失效的風(fēng)險(xiǎn)，通常在功率器件兩端并聯(lián)小電容對(duì)功率器件開關(guān)瞬態(tài)高頻電壓振蕩進(jìn)行吸收，這將增大系統(tǒng)成本和損耗。

3、有源中點(diǎn)鉗位anpc(active?neutral?point?clamped，有源中性點(diǎn)箝位)三電平拓?fù)湎啾扔趎pc(neutral?point?clamped，中性點(diǎn)箝位)三電平拓?fù)淇梢圆皇茇?fù)載電流流向的影響，主動(dòng)控制電流通過短回路換流，以降低igct器件關(guān)斷過電壓，從而減小并聯(lián)吸收電容的容值，降低系統(tǒng)成本。但是，器件兩端并聯(lián)電容的充放電電流會(huì)在已導(dǎo)通的igct器件上進(jìn)行疊加。在igct在小電流情況下，并聯(lián)電容的充放電電流一方面可能導(dǎo)致igct電流減小至零，另一方面可能使igct耐受di/dt損壞。

4、因此，需要設(shè)計(jì)一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法包括：

2、在調(diào)制電壓正半周期：

3、當(dāng)調(diào)制波小于上載波時(shí)，橋臂輸出第一零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管t2、開關(guān)管t5同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷；

4、在調(diào)制電壓負(fù)半周期：

5、當(dāng)調(diào)制波大于下載波時(shí)，橋臂輸出第二零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管t3、開關(guān)管t6同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷。

6、進(jìn)一步地，所述方法還包括，在調(diào)制電壓正半周期：

7、當(dāng)調(diào)制波大于上載波時(shí)，橋臂輸出非零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t6同時(shí)開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。

8、進(jìn)一步地，所述方法還包括，在調(diào)制電壓正半周期：

9、在驅(qū)動(dòng)層面啟用開關(guān)管內(nèi)部重觸發(fā)功能，并且當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到第一預(yù)設(shè)值時(shí)，t1開通的同時(shí)對(duì)t2進(jìn)行外部重觸發(fā)。

10、進(jìn)一步地，所述方法還包括，在調(diào)制電壓負(fù)半周期：

11、當(dāng)調(diào)制波小于下載波時(shí)，橋臂輸出非零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、開關(guān)管t5同時(shí)開通，其余開關(guān)管關(guān)斷。

12、進(jìn)一步地，所述方法還包括，在調(diào)制電壓負(fù)半周期：

13、在驅(qū)動(dòng)層面啟用開關(guān)管內(nèi)部重觸發(fā)功能，并且當(dāng)負(fù)載電流第二預(yù)設(shè)值時(shí)，t4開通的同時(shí)對(duì)t3進(jìn)行外部重觸發(fā)。

14、進(jìn)一步地，所述三電平變流器的單相橋臂包括開關(guān)管t1、所述的開關(guān)管t2、所述的開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、所述的開關(guān)管t5、所述的開關(guān)管t6、電容c1以及電容c2，其中，開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4依次串聯(lián)后以及電容c1、電容c2依次串聯(lián)后，均連接在直流上母線和直流下母線之間，開關(guān)管t5和開關(guān)管t6串聯(lián)后與開關(guān)管t2和開關(guān)管t3串聯(lián)的支路并聯(lián)，電容c1和電容c2的之間的中點(diǎn)與開關(guān)管t5和開關(guān)管t6之間的中點(diǎn)連接，開關(guān)管t2和開關(guān)管t3之間的中點(diǎn)連接ac交流端口。

15、進(jìn)一步地，所述三電平變流器的單相橋臂還包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6，其中，

16、二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6分別與開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、開關(guān)管t5、開關(guān)管t6反并聯(lián)。

17、另一方面，本發(fā)明還提供一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括：

18、第一調(diào)制模塊，被配置為在調(diào)制電壓正半周期，且當(dāng)調(diào)制波小于上載波時(shí)，控制橋臂輸出第二零電平狀態(tài)，即控制三電平變流器的開關(guān)管t2、開關(guān)管t5同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷；

19、第二調(diào)制模塊，被配置為在調(diào)制電壓負(fù)半周期，且當(dāng)調(diào)制波大于下載波時(shí)，控制橋臂輸出第二零電平狀態(tài)，即控制三電平變流器的開關(guān)管t3、開關(guān)管t6同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷。

20、進(jìn)一步地，所述三電平變流器的單相橋臂包括開關(guān)管t1、所述的開關(guān)管t2、所述的開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、所述的開關(guān)管t5、所述的開關(guān)管t6、電容c1以及電容c2，其中，開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4依次串聯(lián)后以及電容c1、電容c2依次串聯(lián)后，均連接在直流上母線和直流下母線之間，開關(guān)管t5和開關(guān)管t6串聯(lián)后與開關(guān)管t2和開關(guān)管t3串聯(lián)的支路并聯(lián)，電容c1和電容c2的之間的中點(diǎn)與開關(guān)管t5和開關(guān)管t6之間的中點(diǎn)連接，開關(guān)管t2和開關(guān)管t3之間的中點(diǎn)連接ac交流端口。

21、進(jìn)一步地，所述三電平變流器的單相橋臂還包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6，其中，

22、二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6分別與開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、開關(guān)管t5、開關(guān)管t6反并聯(lián)。

23、本發(fā)明提供了一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，降低了開關(guān)管(如igct)關(guān)斷過電壓，防止開關(guān)管小電流導(dǎo)通時(shí)由于di/dt不耐受而失效。

24、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法還包括，在調(diào)制電壓正半周期：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法還包括，在調(diào)制電壓正半周期：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法還包括，在調(diào)制電壓負(fù)半周期：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述方法還包括，在調(diào)制電壓負(fù)半周期：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述三電平變流器的單相橋臂包括開關(guān)管t1、所述的開關(guān)管t2、所述的開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、所述的開關(guān)管t5、所述的開關(guān)管t6、電容c1以及電容c2，其中，開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4依次串聯(lián)后以及電容c1、電容c2依次串聯(lián)后，均連接在直流上母線和直流下母線之間，開關(guān)管t5和開關(guān)管t6串聯(lián)后與開關(guān)管t2和開關(guān)管t3串聯(lián)的支路并聯(lián)，電容c1和電容c2的之間的中點(diǎn)與開關(guān)管t5和開關(guān)管t6之間的中點(diǎn)連接，開關(guān)管t2和開關(guān)管t3之間的中點(diǎn)連接ac交流端口。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，其中，所述三電平變流器的單相橋臂還包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6，其中，

8.一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述三電平變流器的單相橋臂包括開關(guān)管t1、所述的開關(guān)管t2、所述的開關(guān)管t3、開關(guān)管t4、所述的開關(guān)管t5、所述的開關(guān)管t6、電容c1以及電容c2，其中，開關(guān)管t1、開關(guān)管t2、開關(guān)管t3、開關(guān)管t4依次串聯(lián)后以及電容c1、電容c2依次串聯(lián)后，均連接在直流上母線和直流下母線之間，開關(guān)管t5和開關(guān)管t6串聯(lián)后與開關(guān)管t2和開關(guān)管t3串聯(lián)的支路并聯(lián)，電容c1和電容c2的之間的中點(diǎn)與開關(guān)管t5和開關(guān)管t6之間的中點(diǎn)連接，開關(guān)管t2和開關(guān)管t3之間的中點(diǎn)連接ac交流端口。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制系統(tǒng)，其中，所述三電平變流器的單相橋臂還包括二極管d1、二極管d2、二極管d3、二極管d4、二極管d5以及二極管d6，其中，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種三電平變流器的小回路換流調(diào)制方法，具體為：在調(diào)制電壓正半周期：當(dāng)調(diào)制波小于上載波時(shí)，橋臂輸出第一零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管T2、開關(guān)管T5同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷；在調(diào)制電壓負(fù)半周期：當(dāng)調(diào)制波大于下載波時(shí)，橋臂輸出第二零電平狀態(tài)，三電平變流器的開關(guān)管T3、開關(guān)管T6同時(shí)開通，三電平變流器的其余開關(guān)管關(guān)斷。本發(fā)明降低了開關(guān)管關(guān)斷過電壓，防止開關(guān)管小電流導(dǎo)通時(shí)由于di/dt不耐受而失效。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉光,陳勇,屈魯,程旭,余占清,陳建福,劉振國,趙曉燕,曾嶸,楊銳雄,趙彪,裴星宇,崔彬,李建標(biāo),陳宇碩,吳宏遠(yuǎn),張瀚銳,李鳴慎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2