r>[0030] 圖1-圖8中，L。為第一電感值和第二電感值，C為第一電容值和第二電容值，u 為單相半Η橋型MMC輸出的交流電壓，ua為單相變壓器二次側電壓。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進一步限定，但不限于此。
[0032] 實施例1
[0033] -種三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器，包括3個串聯(lián)的單相半Η橋型 MMC及分別與3個串聯(lián)的單相半Η橋型MMC連接的3個單相變壓器；所述單相半Η橋型MMC 包括：上SM橋臂、下SM橋臂、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容，所述上SM橋臂、所 述第一電感、所述第二電感、所述下SM橋臂依次串聯(lián)并與串聯(lián)的所述第一電容和所述第二 電容并聯(lián)，第一電感與第二電感相同，第一電容與第二電容相同；所述上SM橋臂及所述下 SM橋臂均包括若干個串聯(lián)的SM模塊，即圖2中SM1模塊、SM2模塊……SMn模塊，所述上SM 橋臂及所述下SM橋臂包括的SM模塊的數(shù)目相同；所述單相變壓器的二次側的一端分別連 接所述第一電感及所述第二電感，所述單相變壓器的二次側的另一端分別連接所述第一電 容及所述第二電容，3個的單相變壓器的一次側采用三角形接線。如圖2所示。
[0034] 設定與圖1中使用的SM模塊相同，圖1中，每個SM模塊的電壓為l=UdyN，其 中，Ud。是指直流電壓，而本發(fā)明中，單相半Η橋型MMC上SM橋臂或下SM橋臂中的模塊數(shù)目 n= (U&/3) /U=Ν/3,本發(fā)明共有3個上SM橋臂及3個下SM橋臂，共有2Ν個SM模塊數(shù) 目。與圖1中傳統(tǒng)的模塊化多電平換流器MMC相比，在承受相同的直流電壓情況下，模塊數(shù) 目由6N減少到2N，開關元器件數(shù)目減少三分之二，從而達到降低成本的目的。
[0035] 本發(fā)明中，上SM橋臂、下SM橋臂、第一電感、第二電感、第一電容、第二電容組成了 一個Η橋型回路，提供交流電流流通路徑；上SM橋臂、第一電容組成的上回路與下SM橋臂、 第二電容組成的下回路均分交流電流。
[0036] 所述SM模塊為半橋型模塊HBSM、全橋型模塊FBSM或箝位雙子模塊⑶SM。半橋型 模塊HBSM、全橋型模塊FBSM或箝位雙子模塊⑶SM的拓撲結構圖分別如圖3、圖4、圖5所 不。
[0037] 本實施例所述三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器的等效電路圖如 圖6所示；圖6中，上SM橋臂的參考電壓為
「下SM橋臂的參考電壓為：
u"f為換流器的參考電壓，Ud為換流器的直流側電壓；
[0038] 本實施例所述三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器的等效電路電流流通 圖如圖7所示：直流電流只流過換流器的上SM橋臂及下SM橋臂，不流過第一電容及第二電 容。交流電流被上SM橋臂、第一電容組成的上回路及下SM橋臂、第二電容組成的下回路均
分，各電流表示為 為上SM橋臂電流， * i2為下SM橋臂電流、id為第一電容的充電電流、為第二電容的充電電流、1,為直流電 流、ia為交流電流。
[0039] 本實施例所述三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器的最終等效電路如圖8 所示：等效電Μ
為第一電感和第二電感值，C為第一電容和第二電容值， ω= 2Jrf，f為電網(wǎng)頻率，f= 50Ηζ·。
[0040] 實施例2
[0041] 實施例1所述的三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器的控制方法，具體步 驟包括：
[0042] (1)設定上SM橋臂的參考電壓為 設定下SM橋臂的參考電壓 為：
uraf為換流器的參考電壓，Ud為換流器的直流側電壓；
[0043] (2)通過最近電平逼近調(diào)制法或正弦載波疊加方法得到每個單相半Η橋型MMC的 上SM橋臂及下SM橋臂需要導通的SM模塊數(shù)目；
[0044] (3)對每個單相半Η橋型MMC的上SM橋臂及下SM橋臂中所有SM模塊的電容電壓 排序，如果電流方向為流入SM模塊的電容，即為SM模塊的電容充電，則選擇SM模塊的電容 電壓最低的SM模塊導通；如果電流方向為SM模塊的電容，即為SM模塊的電容放電，則選擇 SM模塊的電容電壓最高的SM模塊導通。
【主權項】
1. 一種三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器，其特征在于，包括3m個串聯(lián)的單 相半Η橋型MMC及分別與3m個串聯(lián)的單相半Η橋型MMC連接的3m個單相變壓器，m為正整 數(shù)；所述單相半Η橋型MMC包括：上SM橋臂、下SM橋臂、第一電感、第二電感、第一電容、第 二電容，所述上SM橋臂、所述第一電感、所述第二電感、所述下SM橋臂依次串聯(lián)并與串聯(lián)的 所述第一電容和所述第二電容并聯(lián)，第一電感與第二電感相同，第一電容與第二電容相同； 所述上SM橋臂及所述下SM橋臂均包括若干個串聯(lián)的SM模塊，所述上SM橋臂及所述下SM 橋臂包括的SM模塊的數(shù)目相同；所述單相變壓器的二次側的一端分別連接所述第一電感 及所述第二電感，所述單相變壓器的二次側的另一端分別連接所述第一電容及所述第二電 容，所述3m個單相變壓器中，每3個單相變壓器為一組，同一組內(nèi)的3個單相變壓器一次側 采用三角形接線或星形中性點不接地接線。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器，其特征在 于，所述SM模塊為半橋型模塊HBSM、全橋型模塊FBSM或箝位雙子模塊⑶SM。3. 權利要求1或2所述的三相串聯(lián)半Η橋型模塊化多電平直流換流器的控制方法，其 特征在于，具體步驟包括： (1) 設定上SM橋臂的參考電壓為：設定下SM橋臂的參考電壓為：u"f為換流器的參考電壓，Ud為換流器的直流側電壓； (2) 通過最近電平逼近調(diào)制法或正弦載波疊加方法得到每個單相半Η橋型MMC的上SM 橋臂及下SM橋臂需要導通的SM模塊數(shù)目； (3) 對每個單相半Η橋型MMC的上SM橋臂及下SM橋臂中所有SM模塊的電容電壓排 序，如果電流方向為流入SM模塊的電容，即為SM模塊的電容充電，則選擇SM模塊的電容電 壓最低的SM模塊導通；如果電流方向為SM模塊的電容，即為SM模塊的電容放電，則選擇SM 模塊的電容電壓最高的SM模塊導通。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三相串聯(lián)半H橋型模塊化多電平直流換流器及其控制方法，包括3m個串聯(lián)的單相半H橋型MMC及分別與3m個串聯(lián)的單相半H橋型MMC連接的3m個單相變壓器，m為正整數(shù)。本發(fā)明將單相半H橋型MMC在直流側串聯(lián)，在承受相同直流電壓和采用相同開關元器件的前提下，本發(fā)明開關器件數(shù)目只有傳統(tǒng)的模塊化多電平換流器MMC的三分之一，造價更低。在承受相同直流電壓和采用相同開關元器件的情況下，本發(fā)明的容量為傳統(tǒng)的模塊化多電平換流器MMC的三分之一，大大降低了MMC換流站的建設門檻，應用場合更加廣泛。
【IPC分類】H02M7/12
【公開號】CN105305843
【申請?zhí)枴緾N201510673038
【發(fā)明人】王春義, 牟宏, 孔鵬, 高峰, 郝全睿, 曹相陽
【申請人】國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月13日