CN105356731A - 模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法 - Google Patents

模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法 Download PDF

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陈东
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蒲莹
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尹健
张云晓
和敬涵
黄威博
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Abstract

本发明涉及一种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法,其包括:启动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法,启动阶段的触发方法采用借助辅助电源的他励式启动触发方法或交流自励启动触发方法;稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤:各子模块中的直流储能电容电压经电容电压排序后,得到电容电压序列及相应的序列电压值;同时,将桥臂电压调制波与直流储能电容电压额定值的比值进行四舍五入取整后,得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数;采用基于排序算法的电容电压平衡控制直接法,将电容电压序列及相应的序列电压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流向,产生需要导通的子模块触发信号;根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管进行选通。

Description

模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种输电系统子模块触发方法,特别是关于一种柔性直流输电领域中 全桥型的模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法。
背景技术
[0002] 随着大功率全控型电力电子器件的发展,模块化多电平换流器高压直流输电技术 受到越来越多的关注。然而,高压大功率的直流断路器的工程应用还不成熟,且由于二极管 的续流作用,半桥型模块化多电平换流器在远距离输电和多端直流领域的发展受限。目前, 已建成的柔性直流输电工程主要为两电平和三电平电压源型拓扑结构,二者的直流母线间 都接有大容量电容器组,一旦直流侧发生短路故障,电容器组放电产生巨大的冲击电流。半 桥型模块化多电平换流器在直流母线短路故障时,交流电源将通过子模块中续流二极管向 短路点馈入电流。如果该电流在短时间内不能得到抑制,换流站设备可能会受到损坏。 [0003]直流故障保护策略对模块化多电平换流器的可靠运行有重要作用,研究具有直流 故障穿越能力的模块化多电平换流器拓扑结构具有重要的应用价值。已投运的模块化多电 平柔性直流输电工程中,直流侧故障时换流器仍无法有效控制交直流两侧的能量交换,只 能通过断开交流侧断路器使换流器退出运行。解决这个问题可以从拓扑结构着手,如果采 用全桥型子模块,该模块化多电平换流器在直流侧故障时能够有效控制交直流两侧的能量 交换,具有较好的直流侧故障穿越能力。
[0004]目前国内外对于全桥型模块化多电平换流器的探讨主要包括:杨兴武、薛花、高 淳等人提出的一种新型MMC拓扑的分析与控制中,公开了一种新型模块化多电平换流器拓 扑,含有全桥子模块的混合型模块化多电平拓扑结构,但其控制策略较为复杂。赵成勇等人 提出的一种柔性直流输电建模和仿真技术中,公开了全桥型模块化多电平的启动控制,阐 述了交流侧自启动过程,但是启动步骤仅分两部分,过程阐述可更详细。许烽、徐政、张哲 任、刘高任、翁华、屠卿瑞提出的一种基于降损调制技术的全桥MMC电容电压无需排序均衡 控制中,分析了全桥型模块化多电平换流器通态损耗、必要的开关损耗和附加开关损耗与 其运行模式及开关动作方式的关联性,给出了 2种全桥型模块化多电平换流器下无需排序 的电容电压均衡控制策略。赵成勇、许建中、李探提出的一种全桥型MMC-MTDC直流故障穿 越能力分析中,给出了全桥型模块化多电平变换器降损运行措施,并理论上证明了其可以 采用电压源换流器的通用解耦控制策略及半桥型模块化多电平变换器相似的调制策略以 构成完整的闭环系统。
发明内容
[0005]针对上述问题,本发明的目的是提供一种模块化多电平换流器高压直流输电系统 子模块触发方法,其实现了模块化多电平换流器高压直流输电系统的启动控制、电容电压 均衡控制、调制策略;并保证了在实现电容均压控制、最近电平逼近调制的情况下,开关管 的导通次数最少,即开关管损耗最少。
[0006] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种模块化多电平换流器高压直流 输电系统子模块触发方法,其特征在于包括:启动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发 方法,所述启动阶段的触发方法采用借助辅助电源的他励式启动触发方法:所述借助辅助 电源的他励式启动触发方法如下:在交流电源侧设置有第一辅助接触器,每个电抗器两侧 均并联一第二辅助接触器,并在模块化多电平换流器的两极直流母线之间并联辅助电源, 辅助电源负向端依次串联一限流电阻器和第三辅助接触器;在充电过程中,闭合第一辅助 接触器切除交流电源,通过第二辅助接触器将所有电抗器旁路掉,且只将需要充电的电容 器投入,其余的电容器均处于切除状态;当一个子模块充电完成时,将其切除,并同时将下 一个子模块投入,充电;从上往下依次为各子模块中的电容器充电;所述稳定运行阶段的 触发方法包括以下步骤:(1)各子模块中的直流储能电容电压%经电容电压排序后,得到 电容电压序列及相应的序列电压值;同时,将桥臂电压调制波u"f与直流储能电容电压额 定值u_f的比值进行四舍五入取整后,得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数;(2)采用 现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法,将电容电压序列及相应的序列电 压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流向,产生需要导通的子模块触发信号;(3) 根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通。
[0007] 为实现上述目的,本发明采取另一种技术方案:一种模块化多电平换流器高压直 流输电系统子模块触发方法,其特征在于包括:启动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触 发方法,所述启动阶段的触发方法采用交流自励启动触发方法:所述交流自励启动触发方 法如下:在交流电源侧设置有串联的第一辅助接触器和第二辅助接触器,并在第二辅助接 触器两侧并联一限流电阻器;所述交流自励启动触发方法包括以下三个阶段:电阻限流充 电阶段、直接充电阶段、Boost升压阶段:第一阶段:电阻限流充电阶段,首先,断开第二辅 助接触器,闭合第一辅助接触器,通过与第一辅助接触器串联的限流电阻器,利用交流电源 对子模块电容充电;测量各桥臂的电流值,当桥臂电流为正时,将桥臂内的η个子模块全部 投入电路进行充电;当桥臂电流为负时,将桥臂内η个子模块全部切除;全桥型模块化多电 平换流器各桥臂子模块将进行交替充电,直到此阶段充电最大值;第二阶段:直接充电阶 段,当第一阶段电压达到稳定,闭合第二辅助接触器,将限流电阻器旁路,第一辅助接触器 保持闭合状态不变;此时交流电源开始直接为各桥臂子模块充电;第三阶段:Boost升压阶 段,当第二阶段电压稳定后,采用现有电压控制方法使模块化多电平换流器直流侧电压提 升至额定工作电压;所述稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤:(1)各子模块中的直流 储能电容电压Ue经电容电压排序后,得到电容电压序列及相应的序列电压值;同时,将桥臂 电压调制波U"f与直流储能电容电压额定值U的比值进行四舍五入取整后,得任意时刻 该桥臂中需要导通的子模块数;(2)采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制 直接法,将电容电压序列及相应的序列电压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流 向,产生需要导通的子模块触发信号;(3)根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT 管T进行选通。
[0008] 进一步,所述步骤(3)中,子模块中IGBT管T的选通方法如下:假定子模块的正 向端为A,负向端为B,当电流由A流向B时,若需子模块工作在投入状态,则不触发,电流流 经二极管D1、D4 ;若需子模块工作在切除状态,则触发IGBT开关管T3,电流流经二极管D1、 IGBT开关管T3 ;当电流由B流向A时,若需子模块工作在投入状态,则触发IGBT开关管T1、 T4,电流流经IGBT开关管Tl、T4 ;若需子模块SM工作在切除状态,则触发IGBT开关管Tl, 电流流经二极管D3、IGBT开关管T1。
[0009] 本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明实现了全桥型模块化 多电平换流器柔性直流输电系统器件级控制。所有控制最终都将由开关器件的动作来实 现,通过合理的选通IGBT来实现子模块的投入和切除,与此同时使开关管的导通次数最 少,减少开关管导通损耗,提高效率。2、本发明提出全桥型模块化多电平换流器启动控制策 略,确保换流器子模块电容安全有效充电。3、本发明给出了子模块投入和切除状态下,子模 块电流流通回路。在完成相同的上层控制策略的情况下,全桥型模块化多电平换流器触发 次数少,损耗少。本发明可以广泛在柔性直流输电领域中应用。
附图说明
[0010] 图la是本发明的全桥型模块化多电平换流器拓扑结构示意图;
[0011] 图lb是本发明的全桥型模块化多电平换流器中子模块结构示意图;
[0012] 图2a是本发明的借助辅助电源的他励式启动触发方法示意图;
[0013]图2b是他励式启动触发下子模块处于充电状态时,全桥子模块运行状态示意图;
[0014]图2c是他励式启动触发下子模块处于切除状态时,全桥子模块运行状态示意图;
[0015] 图3是本发明的自励启动控制策略示意图;
[0016] 图4是本发明稳定运行阶段的触发方法示意图;
[0017]图5a是当电流由A流向B时,子模块工作在投入状态时全桥子模块运行状态示意 图;
[0018]图5b是当电流由A流向B时,子模块工作在切除状态时全桥子模块运行状态示意 图;
[0019]图5c是当电流由B流向A时,子模块工作在投入状态时全桥子模块运行状态示意 图;
[0020] 图5d是当电流由B流向A时,子模块工作在切除状态时全桥子模块运行状态示意 图。
具体实施方式
[0021] 本发明提供一种全桥型的模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方 法,其中涉及的全桥型模块化多电平换流器的拓扑结构与半桥型模块化多电平换流器相 似,只是每个子模块由全桥子模块构成。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0022] 如图la、图lb所示,模块化多电平换流器每相都由上、下两个桥臂共2n个子模块 SM构成,每个桥臂均由η个子模块SM和一个桥臂电抗器L串联构成。其中,每个子模块SM 均由一个IGBT全桥和一个直流储能电容构成,IGBT全桥由四个IGBT开关管Τ1~Τ4和四 个二极管01~04构成。通过控制1681'开关管11、了2、了3、了4的通断,可以使子模块31处 于投入、切除和闭锁三种状态,从而实现子模块SM的投入和切除。本发明将全桥型模块化 多电平换流器的桥臂电流正方向定义为电流流入子模块SM正端口,反之为负端口。当IGBT 开关管T1、T4导通时,USM=Ue,USM为子模块SM的电压,1^为直流储能电容电压;当IGBT开 关管丁2、丁3导通时,1^=-1^;当11、丁2或丁3、丁4导通时,1^=0。
[0023] 本发明的模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法中,其包括启动 阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法,启动阶段的触发方法包括两种启动触发方 法:借助辅助电源的他励式启动触发方法和交流自励启动触发方法。其中:
[0024] 1)启动阶段的触发方法:
[0025] 借助辅助电源的他励式启动触发方法如下:由于模块化多电平换流器各相桥臂的 子模块中包含大容量的储能电容,换流器在进入稳态工作方式前,需要采用合适的启动控 制方式来对这些子模块储能电容进行预充电。
[0026] 如图2a所示,在本实施例中,在交流电源侧设置有第一辅助接触器SWi,每个电抗 器两侧均并联一第二辅助接触器SW2,并在模块化多电平换流器的两极直流母线之间并联 辅助电源E,辅助电源负向端依次串联一限流电阻器Rst和第三辅助接触器SW3。在充电过 程中,闭合第一辅助接触器SWi切除交流电源,通过第二辅助接触器SW2将所有电抗器旁路 掉,且只将需要充电的电容器投入,其余的电容器均处于切除状态。当一个子模块充电完成 时,将其切除,并同时将下一个子模块投入,充电。如此,从上往下依次为各子模块中的电容 器充电。子模块处于充电状态时,闭锁IGBT开关管Tl、T2、T3、T4,电流流经二极管Dl、D4 为电容充电(如图2b所示);子模块处于切除状态时,触发IGBT开关管T3,电流流经二极 管D1、T3(如图2c所示)。
[0027] 交流自励启动触发方法如下:
[0028] 由于全桥型模块化多电平换流器与半桥型模块化多电平换流器的交流自励启动 有较大的差别,对于半桥型模块化多电平换流器而言,所有的IGBT闭锁,上、下桥臂的子模 块将通过半波整流而交替充电,直流侧电压始终为处于充电过程中桥臂的电压。如果用同 样的方法启动全桥型模块化多电平换流器,将IGBT全部闭锁,上、下桥臂的子模块将通过 全波整流而充电。但是上、下桥臂会交替输出极性相反且数值几乎相同的电压,使电容时而 充电、时而放电,不能正常启动。
[0029] 如图3所示,在本实施例中,本发明采用的全桥型模块化多电平换流器交流自励 启动触发方法包括以下三个阶段:电阻限流充电阶段、直接充电阶段、Boost升压阶段。在 交流电源侧设置有串联的第一辅助接触器SWi和第二辅助接触器SW2,并在第二辅助接触器 312两侧并联一限流电阻器Rst。其中:
[0030] 第一阶段:电阻限流充电阶段
[0031] 首先,断开第二辅助接触器SW2,闭合第一辅助接触器SWi,通过与第一辅助接触器 SWi串联的限流电阻器Rst,利用交流电源对子模块电容充电。测量各桥臂的电流值,当桥臂 电流为正时,将桥臂内的η个子模块全部投入电路进行充电(闭锁IGBT开关管T1、T2、T3、 Τ4,电流流经二极管Dl、D4为电容充电);当桥臂电流为负时,将桥臂内η个子模块全部切 除(触发IGBT开关管Τ3,电流流经二极管Dl、Τ3)。全桥型模块化多电平换流器各桥臂子 模块将进行交替充电,直到此阶段充电最大值。
[0032] 由于限流电阻器Rst的作用,充电初期的电流将被限定在一定的合理范围内,随着 直流电容电压的上升,充电电流迅速下降。
[0033] 第二阶段:直接充电阶段
[0034] 当第一阶段电压达到稳定,闭合第二辅助接触器SW2,将限流电阻器Rst旁路,第一 辅助接触器SWi保持原状态(闭合状态)不变。此时交流电源开始直接为各桥臂子模块充 电。由于此时模块化多电平换流器的直流电容已具备一定初始电压,因而切换瞬间会出现 较小的电流波动,随后减小。由于没有限流电阻,且线路电阻又很小,直流电容电压将迅速 上升且稳定在该阶段的最大值附近。
[0035] 此阶段子模块中IGBT开关管的选通方式与第一阶段抑制,需要通过测量桥臂电 流的方向来确定子模块的投入或切除。
[0036] 第三阶段:Boost升压阶段
[0037] 当第二阶段电压稳定后,采用现有电压控制方法使模块化多电平换流器直流侧电 压提升至额定工作电压。此阶段模块中IGBT开关管的选通方式与第一阶段抑制,需要通过 测量桥臂电流的方向来确定子模块的投入或切除。
[0038] 2)稳定运行阶段的触发方法:
[0039] 如图4所示,为了使全桥型模块化多电平换流器输出期望的多电平电压波形并对 电容电压进行平衡控制,其包括以下步骤:
[0040] (1)各子模块中的直流储能电容电压Ue经电容电压排序后,得到电容电压序列及 相应的序列电压值;同时,将桥臂电压调制波Uraf与直流储能电容电压额定值U"^的比值输 入函数roundO中,经函数roundO四舍五入取整后得任意时刻该桥臂中需要导通的子模 块数。
[0041] (2)采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法,将电容电压序 列及相应的序列电压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流向,产生需要导通的子 模块触发信号。
[0042] (3)根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通,其选通方法如 下:
[0043] 假定子模块SM的正向端为A,负向端为B。当电流由A流向B时,若需子模块SM 工作在投入状态,则不触发,电流流经二极管D1、D4 (如图5a所示);若需子模块SM工作在 切除状态,则触发IGBT开关管T3,电流流经二极管Dl、IGBT开关管T3 (如图5b所示)。当 电流由B流向A时,若需子模块SM工作在投入状态,则触发IGBT开关管Tl、T4,电流流经 IGBT开关管Tl、T4(如图5c所示);若需子模块SM工作在切除状态,则触发IGBT开关管 T1,电流流经二极管D3、IGBT开关管T1 (如图5d所示)。其控制策略如表1所示。
[0044] 表1不同触发信号对应的投切状态
[0045]
Figure CN105356731AD00081
[0046] 由于全桥型模块化多电平换流器应用于柔性直流输电时不同于半桥型模块化多 电平换流器的是,在调制和均压作用下得到子模块触发信号后,需要通过选通IGBT来实现 子模块的投入和切除。
[0047] 上述各实施例仅用于说明本发明,各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以 有所变化的,在本发明技术方案的基础上,凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等 同变换,均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1. 一种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法,其特征在于包括:启 动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法,所述启动阶段的触发方法采用借助辅助电 源的他励式启动触发方法: 所述借助辅助电源的他励式启动触发方法如下:在交流电源侧设置有第一辅助接触 器,每个电抗器两侧均并联一第二辅助接触器,并在模块化多电平换流器的两极直流母线 之间并联辅助电源,辅助电源负向端依次串联一限流电阻器和第三辅助接触器;在充电过 程中,闭合第一辅助接触器切除交流电源,通过第二辅助接触器将所有电抗器旁路掉,且只 将需要充电的电容器投入,其余的电容器均处于切除状态;当一个子模块充电完成时,将其 切除,并同时将下一个子模块投入,充电;从上往下依次为各子模块中的电容器充电; 所述稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤: (1) 各子模块中的直流储能电容电压υε经电容电压排序后,得到电容电压序列及相应 的序列电压值;同时,将桥臂电压调制波u"f与直流储能电容电压额定值u_f的比值进行四 舍五入取整后,得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数; (2) 采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法,将电容电压序列及 相应的序列电压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流向,产生需要导通的子模块 触发信号; (3) 根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通。
2. -种模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法,其特征在于包括:启 动阶段的触发方法和稳定运行阶段的触发方法,所述启动阶段的触发方法采用交流自励启 动触发方法: 所述交流自励启动触发方法如下:在交流电源侧设置有串联的第一辅助接触器和第二 辅助接触器,并在第二辅助接触器两侧并联一限流电阻器;所述交流自励启动触发方法包 括以下三个阶段:电阻限流充电阶段、直接充电阶段、Boost升压阶段: 第一阶段:电阻限流充电阶段 首先,断开第二辅助接触器,闭合第一辅助接触器,通过与第一辅助接触器串联的限流 电阻器,利用交流电源对子模块电容充电;测量各桥臂的电流值,当桥臂电流为正时,将桥 臂内的η个子模块全部投入电路进行充电;当桥臂电流为负时,将桥臂内η个子模块全部切 除;全桥型模块化多电平换流器各桥臂子模块将进行交替充电,直到此阶段充电最大值; 第二阶段:直接充电阶段 当第一阶段电压达到稳定,闭合第二辅助接触器,将限流电阻器旁路,第一辅助接触器 保持闭合状态不变;此时交流电源开始直接为各桥臂子模块充电; 第三阶段:Boost升压阶段 当第二阶段电压稳定后,采用现有电压控制方法使模块化多电平换流器直流侧电压提 升至额定工作电压; 所述稳定运行阶段的触发方法包括以下步骤: (1) 各子模块中的直流储能电容电压Ue经电容电压排序后,得到电容电压序列及相应 的序列电压值;同时,将桥臂电压调制波U"f与直流储能电容电压额定值U_f的比值进行四 舍五入取整后,得任意时刻该桥臂中需要导通的子模块数; (2) 采用现有技术中的基于排序算法的电容电压平衡控制直接法,将电容电压序列及 相应的序列电压值进行电容电压幅值排序,结合桥臂电流的流向,产生需要导通的子模块 触发信号; (3)根据子模块IGBT选通信号模块对子模块中IGBT管T进行选通。
3.如权利要求1或2所述的模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法, 其特征在于:所述步骤(3)中,子模块中IGBT管T的选通方法如下:假定子模块的正向端 为A,负向端为B,当电流由A流向B时,若需子模块工作在投入状态,则不触发,电流流经二 极管D1、D4 ;若需子模块工作在切除状态,则触发IGBT开关管T3,电流流经二极管Dl、IGBT 开关管T3 ;当电流由B流向A时,若需子模块工作在投入状态,则触发IGBT开关管Tl、T4, 电流流经IGBT开关管T1、T4 ;若需子模块SM工作在切除状态,则触发IGBT开关管T1,电流 流经二极管D3、IGBT开关管T1。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106786910A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国西电电气股份有限公司 一种同时适用于mmc换流阀子模块交直流充电的方法
CN107947214A (zh) * 2016-10-12 2018-04-20 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种多端柔性直流输电系统的启动方法
CN107947213A (zh) * 2016-10-12 2018-04-20 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法
CN108037440A (zh) * 2017-12-18 2018-05-15 西安交通大学 柔性直流输电模块化多电平换流器子模块igbt的在线监测方法
CN108387768A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 东南大学 一种基于主从结构的混合型mmc模块电容电压测量方法
CN109217691A (zh) * 2018-09-20 2019-01-15 电子科技大学 基于状态观测器的mmc子模块电容电压均衡控制方法
CN109950940A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 广州供电局有限公司 阀组充电装置和阀组充电控制方法
CN110460229A (zh) * 2019-08-26 2019-11-15 哈尔滨工业大学 模块化多电平变频器启动电路及其启动与低速运行方法
CN112583082A (zh) * 2020-12-23 2021-03-30 沃太能源南通有限公司 充放电电路及具有其的充放电系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101795057A (zh) * 2010-04-07 2010-08-04 浙江大学 无需辅助直流电源的三相模块化多电平换流器启动方法
CN103248254A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 中国矿业大学 一种模块化多电平逆变器的预充电系统及方法
CN103973094A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 东南大学 一种模块化多电平变流器的快速预充电电路
CN104143831A (zh) * 2014-07-07 2014-11-12 华南理工大学 一种第三端模块化多电平换流器的预充电方法
US20150008859A1 (en) * 2013-07-02 2015-01-08 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus and electrical-mechanical energy conversion system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101795057A (zh) * 2010-04-07 2010-08-04 浙江大学 无需辅助直流电源的三相模块化多电平换流器启动方法
CN103248254A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 中国矿业大学 一种模块化多电平逆变器的预充电系统及方法
US20150008859A1 (en) * 2013-07-02 2015-01-08 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus and electrical-mechanical energy conversion system
CN103973094A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 东南大学 一种模块化多电平变流器的快速预充电电路
CN104143831A (zh) * 2014-07-07 2014-11-12 华南理工大学 一种第三端模块化多电平换流器的预充电方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁冠军等: "新型多电平VSC子模块电容参数与均压策略", 《中国电机工程学报》 *
于凯: "基于MMC的直流输电系统控制策略研究", 《中国优秀硕士学位论文全文库工程科技II辑》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107947214A (zh) * 2016-10-12 2018-04-20 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种多端柔性直流输电系统的启动方法
CN107947213A (zh) * 2016-10-12 2018-04-20 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法
CN107947213B (zh) * 2016-10-12 2021-04-13 特变电工新疆新能源股份有限公司 一种含有全桥模块的多端柔性直流输电系统的启动方法
CN106786910A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 中国西电电气股份有限公司 一种同时适用于mmc换流阀子模块交直流充电的方法
CN106786910B (zh) * 2016-12-27 2019-12-27 中国西电电气股份有限公司 一种同时适用于mmc换流阀子模块交直流充电的方法
CN108037440A (zh) * 2017-12-18 2018-05-15 西安交通大学 柔性直流输电模块化多电平换流器子模块igbt的在线监测方法
CN109950940A (zh) * 2017-12-20 2019-06-28 广州供电局有限公司 阀组充电装置和阀组充电控制方法
CN108387768A (zh) * 2018-02-08 2018-08-10 东南大学 一种基于主从结构的混合型mmc模块电容电压测量方法
CN108387768B (zh) * 2018-02-08 2020-05-29 东南大学 一种基于主从结构的混合型mmc模块电容电压测量方法
CN109217691A (zh) * 2018-09-20 2019-01-15 电子科技大学 基于状态观测器的mmc子模块电容电压均衡控制方法
CN110460229A (zh) * 2019-08-26 2019-11-15 哈尔滨工业大学 模块化多电平变频器启动电路及其启动与低速运行方法
CN112583082A (zh) * 2020-12-23 2021-03-30 沃太能源南通有限公司 充放电电路及具有其的充放电系统

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