CN109863677B - Dc到ac模块化多电平转换器的控制 - Google Patents

Dc到ac模块化多电平转换器的控制 Download PDF

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Abstract

本公开涉及控制具有连接到三相AC网络L的三相AC侧并具有连接到DC网络R的DC侧的DC到AC模块化多电平转换器(MMC)(1)的方法。MMC具有带有多个相支路(11)的双星型拓扑。每个相支路具有第一分支(12a)和第二分支(12b)。第一和第二分支的每个分支包括多个串联连接的转换器单元(13)。方法包括获得用于MMC的优化脉冲图形(OPP)。方法也包括借助于闭环脉冲图形控制使OPP适应于MMC。方法也包括基于适应的OPP,发送点火信号到每个分支的多个单元。

Description

DC到AC模块化多电平转换器的控制
技术领域
本公开涉及控制DC到AC(DC/AC)模块化多电平转换器(MMC)的方法。
背景技术
MMC是包括形成所谓的转换器分支(也称为臂)的串联连接的单元(也称为模块或子模块)的功率转换器。能够以若干种方式配置这些分支,形成专用转换器拓扑。取决于这些分支是需要仅提供正电压还是也提供负电压,单元能够分别借助于半桥(单极)或全桥(也称为双极或H桥)单元被实现。双星配置中的直流电(DC)到三相交流电(AC)MMC结构可被用于三相公用电网(例如50Hz)与DC电网(例如带有诸如以光伏电站或风力涡轮机形式的分布式发电机(DG)的微电网)的互连。备选应用包含变速驱动和电池能量存储系统(BESS)。
发明内容
本发明尤其涉及可带有较低数量的单元和低开关频率(例如接近和包含AC网络的基本频率)来操作的在双星配置中的中电压DC到AC MMC的问题。在此类情况中,诸如卓越的谐波性能以及高电流控制带宽能力的双星转换器的固有优点可能被降低。
另外,诸如基于载波的脉冲宽度调制(CB-PWB)的常规调制方法趋向当在此类低开关频率操作时表现很差。在此情况中,已认识到,诸如优化脉冲图形(OPP)(pulse pattern)的已编程调制方法的使用是优选的,因为它们允许谐波频谱的主动成形。然而,在未使用复杂控制器的情况下可能不能轻松地将OPP应用到MMC,主要由于存在由固有的单元电容器电压波纹造成的相当大扰动。后者妨碍了使用经典PI控制器的离线预计算的脉冲图形的操作,经典PI控制器假设当前波纹在有规律间隔的采样瞬间为零。
根据本发明,使用了例如可称为模型预测脉冲图形控制(MP3C)的类型的闭环脉冲图形控制概念。此类闭环脉冲图形控制可与例如无差拍环流控制器(DBC3)的环流控制器的使用组合。将示出的是,此概念能够以非常直截了当的方式被对接到MMC的上层电压平衡控制方案。
根据本发明的一方面,提供了一种控制具有连接到三相AC网络的三相AC侧并具有连接到DC网络的DC侧的DC到AC MMC的方法。MMC具有带有多个相支路的双星型拓扑。每个相支路具有第一分支和第二分支。第一和第二分支的每个分支包括多个串联连接的转换器单元。方法包括获得用于MMC的OPP。方法也包括借助于闭环脉冲图形控制使OPP适应于MMC。方法也包括基于适应的OPP,发送点火信号到每个分支的多个单元。
根据本发明的另一方面,提供了一种包括计算机可执行组件的计算机程序产品,所述计算机可执行组件用于在计算机可执行组件在控制器中包括的处理电路上运行时促使控制器执行如前面权利要求的任一项所述的方法。
根据本发明的另一方面,提供了一种配置用于控制功率转换器的控制器。控制器包括处理电路和存储由所述处理电路可执行的指令的存储装置,由此所述控制器操作以获得用于具有连接到三相AC网络的三相AC侧并具有连接到DC网络的DC侧的DC到AC MMC的OPP,其中MMC具有带有多个相支路的双星型拓扑,每个相支路具有第一分支和第二分支,第一和第二分支的每个分支包括多个串联连接的转换器单元。控制器也操作以借助于闭环脉冲图形控制使OPP适应于MMC。控制器也操作以基于适应的OPP,发送点火信号到每个分支的多个单元。
借助于闭环脉冲图形控制,预计算的OPP能够适应于MMC以降低例如由于每个转换器单元的电容器的电容器电压波纹的扰动的影响。
要注意的是,在适当之处,任何方面的任何特征可被应用到任何其它方面。同样地,任何方面的任何优点可应用于任何其它方面。所包含的实施例的其它目的、特征和优点将从下面详细的公开、从随附从属权利要求以及从图中显而易见。
通常,除非在本文中另有明确定义,否则,在权利要求书中使用的所有术语要根据在技术领域中的其普通含意来理解。除非另有明确说明,否则,对“一(a/an)/该元件、设备、组件、部件、步骤等”的所有引用要以开放方式理解为指元件、设备、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明,否则,本文中公开的任何方法的步骤不必须按公开的确切顺序执行。对于本公开的不同特征/组件使用“第一”、“第二”等仅旨在区分这些特征/组件与其它类似的特征/组件,并且无意于将任何顺序或层级赋予所述特征/组件。
附图说明
通过示例,将参照附图描述实施例,其中:
图1是根据本发明的在双星配置中的MMC的一实施例的示意框图。
图2是根据本发明的双极转换器单元的一实施例的示意图。
图3是根据本发明的转换器控制器的一实施例的示意功能框图。
图4a是N+1调制的一实施例的示意图示,其中电压在纵轴上,并且时间在横轴上。
图4b是2N+1调制的一实施例的示意图示,其中电压在纵轴上,并且时间在横轴上。
图5a是根据本发明的包含DBC3的转换器控制器的一实施例的示意功能框图。
图5b是根据本发明的包含滞后环流控制的转换器控制器的一实施例的示意功能框图。
图6是本发明的方法的一实施例的示意流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参照其中示出某些实施例的附图更全面地描述实施例。然而,以许多不同形式的其它实施例在本公开的范围内是可能的。相反,以下实施例通过示例提供,以便本公开将透彻和完整,并且将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。相似的标号贯穿本描述指相似的元件。
图1是在AC网络L(其是具有电流iL1、iL2和iL3的三相网络)和具有电流iDC和电压uDC的DC网络R之间的直接双星配置中的DC到AC MMC 1的示意图示。AC网络可以例如是国家配电网,其可具有例如50或60Hz的标称基本频率(也称为电力线/干线/工频(utilityfrequency))。DC网络R可例如用于可再生能源生产,诸如包含光伏和/或(一个或多个)风力发电机,或者用于BESS、HVDC、电驱动等。
MMC 1包括多个相支路11,在这里为三个(AC网络L的每个相一个),其中每个相支路包括第一(上)分支(臂)12a和第二(下)分支12b。每个分支12包括多个串联连接的转换器单元13,并且通常也包括反应器(以黑色示出)。在图中,与第一分支12a有关的电流和电压编有索引“a”,而与第二分支12b有关的电流和电压编有索引“b”。通常,每个分支12包括相同数量的单元13。本发明的实施例可对每分支相对小数量的单元特别有用,为此每个分支中串联连接的单元的数量可以是最多20个单元,例如在5到20个单元的范围内,或者最多10个单元。
MMC 1也包括在图1中以示意图方式示出的控制器14。控制器可以是包括中央单元和/或与相应脚11或分支12关联的分布式单元的控制系统。控制器14可例如借助于计算机软件配置成执行本公开的方法的实施例。
MMC 1可以是中电压转换器,例如具有小于30kV的额定电压(由此被配置用于小于30kV的操作电压)和/或在10到60MW的范围内的额定功率,例如15到30MW(因此被配置用于在10到60MW的范围内的操作功率,例如,15到30MW)。
转换器单元13可以是任何类型的常规MMC单元,诸如一类型的单极(半桥)或双极(全桥、H桥)单元。本发明不要求单元是双极的,为此每个分支12的单元13的至少一个、一些或所有单元可在本发明的一些实施例中是单极单元。不同类型的单极和双极单元在本领域中是众所周知的。
图2图示了双极单元13的示例。单元包括能量存储装置5,在这里采用电容器的形式。电容器5可引发借助于本发明的实施例可被补偿的电压波纹。能量存储装置5可包括带有彼此串联和/或并联连接的任何数量的电容器的电容器布置。单元13也包括在单元中形成全桥(H桥)拓扑的四个半导体开关S。类似地,对应单极单元13包括形成半桥拓扑的仅两个半导体开关S。任何数量的半导体开关可被使用,并且图中示出的带有四个开关的单元只是示例。双极单元的半导体开关在图中按常规被命名为S1开关、S2开并、S3开关和S4开关。在开关S1和S4闭合,并且S2和S3断开时,小区处在其中将应用正电压的+1状态。通过断开S1和S4开关,并且闭合S2和S3开关,此电压被反转,借此小区处在-1状态,并且负电压将被应用。无论是使用双极还是单极单元,S开关的每个开关可包括例如绝缘栅极双极晶体管(IGBT)或栅极换流晶闸管GCT(在该情况中,可也需要缓冲电路(snubber circuit)),例如集成栅极换流晶闸管(IGCT)、逆导IGCT(RC-IGCT)或双模式GCT(BGCT),可能与诸如二极管的反并联单向导电/阻断组件组合。在图2的示例中,每个S开关包括IGCT和反并联二极管。
本发明的实施例可对于具有例如最多125Hz、例如最多100Hz或50Hz的较低开关频率的单元13特别有利。在一些实施例中,MMC的单元具有等于三相AC网络L的标称基本频率(例如50Hz或60Hz)的开关频率。
中电压DC/AC MMC预期在例如太阳能或其它DC电网、电池能量存储系统和变速驱动中找到。后者包含抽水蓄能电站。在更低功率范围中,仅需要几个单元。这导致在转换器相端子的低量的电压电平,其可产生转换器1的较差谐波性能。
另外,感兴趣的是保持开关频率低以便降低开关损耗和因此增大转换器的效率。
两个上面提及的问题提出了关于产品竞争力的重大挑战,特别是在低功率范围中。另外,并且即使可能是不希望的,可能最终需要在三相侧上的滤波器以便满足AC电网侧谐波要求。在此情况中,可选择促进此类滤波器的设计的调制方法。
诸如基于载波的脉冲宽度调制(CB-PWM)的常规方法不是此类操作条件的选项。甚至基于转换器虚拟通量和滞后(容差)频带的更高级的调制器可能在此类条件下未提供所要求的谐波性能。
最先进的控制和调制方法的上面提及的缺点可随后使OPP的使用成为必需。然而,出于若干原因,OPP可能不能轻松地与闭环控制系统组合。首先,在改变调制指数时开关角的不连续性由于不稳定性问题而阻止了线性控制器的使用。其次,不同于带有诸如基于载波的脉冲宽度调制(CB-PWM)和空间向量调制(SVM)的带有固定调制循环的调制方法,OPP在规律地间隔的采样瞬间与非零波纹电流关联。常规电流控制器的带宽因此必须是慢速的,限制了控制器抑制扰动和对瞬变作出反应的能力。
另外,通常考虑了理想的条件来计算OPP,即忽略了系统扰动。由于大量的相干电容器电压波纹和其它系统非理想性,在无另外的控制动作的情况下,这限制了OPP对MMC配置的适用性。
根据本公开,借助于闭环脉冲图形控制概念,解决了上面提及的问题。图3中图示了闭环脉冲图形控制概念,在其中以示意图方式示出了控制器14的一实施例的功能性。MP3C控制32(其通常是非线性控制)被用于调整已对于理想条件计算(在控制器14中或者在控制器外部并且随后由所述控制器14接收)的OPP 31。分别给定有功和无功功率参考
Figure BDA0002035609500000051
Figure BDA0002035609500000052
电网电感和虚拟电网通量向量的估计,确定基本虚拟转换器通量向量的理想参考。
基本虚拟转换器通量向量参考的量级被转译成希望的调制指数m*,并且相应变元被转译成旋转角参考θ*。如果希望的调制指数与实际调制指数相差某个阈值,则利用希望的脉冲数d加载(新)开关序列。开关电压波形的积分构成瞬间虚拟转换器通量向量
Figure BDA0002035609500000053
的参考轨迹。
控制器强制虚拟转换器通量ψc,αβ跟踪OPP通量轨迹。为实现这点,控制器旨在通过修改OPP的开关角来最小化在固定参考帧中的通量误差,
Figure BDA0002035609500000054
。在最简单的情况中,无差拍(DB)控制器能够在abc坐标中被使用,导致校正时间
Figure BDA0002035609500000055
其中ψe表示在abc坐标中的通量误差,du=Ui-Ui-1表示开关序列的开关位置中的改变,以及Vlvl对应于在相电压波形中的电压阶跃。因此,MP3C可具有“无差拍”性质,但不是在尝试在下一采样时间瞬间使误差为零的意义上。相反,误差可在至少两个系统相中跟随出现的随后开关转变内被置于零。可需要至少两个相以在使用αβ坐标变换被控制的三相系统中使误差为零。
此脉冲图形控制方法被称为模型预测脉冲图形控制(MP3C)。通过计算修改的开关序列,在预测视野(prediction horizon)之上最小化通量误差。在时间间隔t,t+Ts内的开关序列的仅第一部分被应用到转换器,其中Ts表示采样间隔。在下一采样瞬间,使用新测量(或估计),在移位或滚动预测视野之上重复通量误差最小化。此所谓的滚动视野策略(receding horizon policy)提供反馈,并且确保控制器对参数不确定性是鲁棒的。有关视野的条件是要在两个不同相中具有至少两个开关事件以便能在αβ参考帧中将通量误差驱动为零。
几个约束也可被添加到控制问题:
-开关转变不能被移到过去(或以前的采样间隔)。
-开关转变不能被移动到该相中的另一开关转变之前或之后。
注意,此类三相控制和调制方式对开关频率降低是有益的,因为三个相的任一个能够被用于通量误差最小化。这与基于单个分支的调制概念相对。此外,由于图形控制器的无差拍控制行为,在瞬变期间可实现快速电流和功率响应。本文中的术语“快速”暗示MP3C可不对平均(基本)波形作出反应,像常规“慢速”控制器将进行的。相反,它可转而对瞬间量作出反应,这是OPP开关控制信号(通过将开关时间移位)。这给予更快的响应时间,例如,不是数毫秒,控制能够在数微秒的范围中对系统作出反应。
另一MP3C多样性阐述二次规划(QP)。可使用例如有效集法来求解QP。MP3C本身是已知的,但对于其它转换器拓扑,参阅例如US 8,766,570和电气和电子工程师协会(IEEE)论文“Model predictive pulse pattern control”(由T.Geyer,N.Oikonomou,G.Papafotiou和F.D.Kieferndorf所作,IEEE Trans.on Industry Applications,vol.48,no.2,pp.663 676,2012年3月/4月)。
两种不同类型的调制能够被应用到双星配置的DC/AC MMC 1。它们与相电压波形中电平的数量紧密关联,并且影响环流控制能够被执行的方式。它们分别在图4a和4b中以图形方式被呈现,其中由于在此示例中无环流要考虑,因此相支路11的电压通过第一分支12a和第二分支12b的相应电压的组合来给出。图4a图示了N+1调制的一实施例,其中在没有环流的情况下,第一和第二分支调制是对称的。图4b图示了2N+1调制的一实施例,其中如果跟随的是虚线,则获得N-1冗余电平,否则获得N+1冗余电平。
N+1调制:当开关事件在相电压图形上发生时,相同相支路11的第一和第二分支12二者以相对方式被同步开关。每相支路11的第一分支12a(n1)中和第二分支(n2)中的插入单元之和总是等于N:n1+n2=N。
2N+1调制:当开关事件在相电压图形上发生时,两个分支12的仅一个分支被开关。因此,对于相同开关频率,电压电平的数量几乎被翻倍。第一和第二分支以异步方式被开关,并且因此,每相支路11的插入单元13之和不再是总是等于N,而是能选用三个值:n1+n2={N-1,N,N+1}。
如果环流被用于平衡不同分支12的功率,则环流控制可通过所谓冗余电平的定时/插入被执行。冗余电平是不等于N的正和负分支插入指数的任何和。最近的邻居是N+1和N-1,并且它们可被访问而不增大单元开关频率。
在N+1调制中,那些冗余电平必须在第一与第二分支12之间以对称方式通过开关转变提前/延迟被主动插入。对称校正降低了对三相转换器通量的不利影响。
在2N+1调制中,冗余电平是默认存在的,并且唯一的自由度是其选择(N+1或N-1)而不是其持续时间。这影响能够控制环流的方式以及可能的可实现控制性能。
N+1调制类型:用于N+1调制的环流控制被添加到现有电网通量MP3C控制32。环流误差被转译成将以相对方式(不同符号)被应用到相同相支路11的第一和第二分支12的校正时间,最小化对电网通量的影响。校正时间可被计算为:
Figure BDA0002035609500000071
它具有间歇性的特殊性,即,环流控制仅在开关转变的附近是有效的。对于环流的控制,可使用所谓的无差拍(DB)环流控制DBC3。
也要注意,一些特殊情况可能出现,并且可被处理:
-最初发生在[t,t+Ts]中的开关转变可能在两个分支12之一中被移位到下一采样间隔。存储器元件可因此被添加,其可暂时存储转变,直至它应被应用。如果开关转变被丢失,则相图形可能含有一些不合需要的不连续性。
-最初发生在[t+Ts,t+2Ts]中的开关转变可能在两个分支12之一中被移位到当前采样间隔。存储器元件可因此被添加,其可暂时存储转变,直至它在另一分支中被应用。另外,图形指针必须被递增:在相中的原开关转变不再能被修改以控制转换器相通量。
2N+1调制:在没有开关事件分布逻辑的情况下,不可部署2N+1调制。此逻辑以滞后控制方式在N+1和N-1个冗余电平之间选择(以增大的开关频率为代价,N-x/N+x个冗余电平或另外的N-1/N+1个冗余电平通过相插入技术也是可能的)。这暗示它在对环流误差
Figure BDA0002035609500000081
的符号作出反应。在分支12中的低数量的单元13的情况下,环流可在低频率(但高于开关频率)以强波纹表征。峰到峰环流波纹可从生成的OPP直接估计:
Figure BDA0002035609500000082
其中Δtred,max是在图形中冗余电平的最大持续时间。注意,此值对于每个调制指数m而改变。重要的是强调此高波纹在三相电网电流中不是可见的。对于通过2N+1调制的可能转变,开关转变信息可与当前开关位置组合以便定义电平选择器(LS)表(N+1或N-1冗余电平)。
在这里仅考虑一个例外情况:在两个连续采样间隔[t,t+Ts]与[t+Ts,t+2Ts]之间,可能出现环流误差的符号改变。在环流波纹高时,它甚至更可能发生。这将意味着应用的冗余电平应被修改
Figure BDA0002035609500000085
然而,在未增大开关频率的情况下,这可能是不可能的。因此,应用的冗余电平被锁定,直至非冗余电平被应用。
环流可利用某个幅度和频率沿参考轨迹被调节。
提议的闭环控制OPP和快速环流控制器可采用直截了当的方式被对接到更高电平MMC内部电压控制。这在图5a中对于N+1电平调制的情况和在图5b中对于2N+1电平调制被图示。
如图5a中所图示的,利用N+1电平调制,与来自MMC电压控制51的输入一起使用采用DBC3 53a的形式的环流控制器53。
如图5b中所图示的,利用2N+1电平调制,与来自MMC电压控制51的输入一起使用与电平选择器53b组合的采用滞后环流控制
Figure BDA0002035609500000083
的形式的环流控制器53。
MMC电压控制51(上层MMC内部电压控制)负责借助于在需要时调整三相功率参考来控制平均转换器DC链路电压(总能量)。它也确保在每个分支12中在单元电容器5电压的和之间不会发生不平衡。这通过引入带有特定幅度和频率的适当环流
Figure BDA0002035609500000084
来实现。注意,其它前馈项也可被添加到环流参考
Figure BDA0002035609500000091
以便实现不同目的,诸如电容器电压波纹最小化等。常规分类/选择算法52可被用于选择要开关的单元13。
如前面所提及的,用于使用OPP 31的变元是通过优化规程对频谱主动成形的能力。整个转换器控制系统已被模拟。
对于N+1以及2N+1调制的情况,在fsw=50Hz的开关频率操作转换器1。在两种情况中,电压总需求畸变(TDD)被最小化。清楚的是,在2N+1情况中TDD更低,因为存在与自由度的二倍一样多的自由度以用于最小化它。然而,此情况对内部转换器量级具有更高影响,例如需要更大的分支反应器以便最小化更高分支电流波纹。
特别对于N+1情况,结果示出非常离散的频谱而不存在偶谐波或间谐波。在特定示例中,未对特定谐波设置限制,因此,确实出现了诸如第7和第11的更低阶谐波,对于这些谐波,相关电网标准通常允许更高幅度。
另外,消除此类低阶谐波可能是有益的,特别是存在趋于威胁此类限制的履行的AC电网侧共振的情况中。根据自由度,即脉冲数d,可限制或甚至消除若干谐波。对于N+1调制,在使用特定加权因子对第7和第11谐波施加约束的同时最小化电压TDD。谐波能量含量可被放置在三重谐波(其在线路电压电平上被消除)中和/或移位到更高频率,促进电网滤波器的设计。
由于其滚动视野策略并且尽管有低的明显分支开关频率,MP3C战略提供关于功率瞬变的良好性能。在功率参考改变时,调制指数根据新功率参考被更新。可在几毫秒内跟踪三相功率阶跃。另外,环流控制使得以迅速方式跟踪参考中的任何改变成为可能。通过适当调谐总MMC能量控制器或者通过在DC链路级别上直接控制环流的DC部分,可避免环流参考中不希望的过冲。
利用脉冲插入方法,可甚至进一步增大瞬变性能。备选的是,如果希望更慢的瞬变响应,则可以采用斜升而不是步进方式改变参考。
出于电网过电压处理的原因或冗余性原因,可未预期电容器5电压合计达到每相支路11的uDC。这暗示在第一和第二分支12中插入的单元13的数量不再如在理想情况中那样满足等式
Figure BDA0002035609500000092
。这暗示整数部分N/2适应于更小整数之一,例如N/2-1。例如,三个单元13可必须针对第一和第二分支12的每个分支被永久性插入,并且将替换在等式(5)中的N/2项。剩余部分(即,
Figure BDA0002035609500000101
)固有地由总相支路电容器电压控制器提供。然而,该分量可仍是小的,以便不会由于vcirc的降低而损害环流控制,因为其一部分可被用于适应DC电压。因此,可方便地协调
Figure BDA0002035609500000102
Figure BDA0002035609500000103
以始终接近于
Figure BDA0002035609500000104
的偶数整数倍
Figure BDA0002035609500000105
操作。
OPP计算器或加载器31可通常考虑奇数量的电压电平。利用偶数量的电压电平,在0和π的开关瞬变被固定,产生与对应于(N-1)的偶数量的单元对应的相同数量的自由度d-1。插入的分支单元数量的定义应避免达到非整数值。
通过调整
Figure BDA0002035609500000106
可显式控制DC网络R的DC电流。这样,可通过DC端子而不是AC端子来控制总转换器能量。注意,前馈项IDC,ff是可选的。项nDC替换等式(5)中的N/2。
图6是本发明的方法的一实施例的示意流程图。方法可在MMC 1的控制器14中执行或者由其执行。方法用于控制具有连接到三相AC网络L的三相AC侧并具有连接到DC网络R的DC侧的DC到AC MMC 1。MMC具有带有多个相支路11的双星型拓扑,每个相支路具有第一分支12a和第二分支12b,第一和第二分支12的每个分支包括多个串联连接的转换器单元13。用于MMC的OPP 31被获得M1,例如在控制器14中内部地或者在控制器的外部离线计算,并且随后由所述控制器接收。随后,借助于闭环脉冲图形控制32,例如MP3C,使OPP适应于M2 MMC1。基于适应的M2 OPP 31,将点火信号(用于对半导体开关S进行开关)发送M3到每个分支12的多个单元13以实现MMC的控制。
上面主要参照几个实施例描述了本公开。然而,如本领域技术人员将容易领会的,与上面公开的实施例不同的实施例在如由随附权利要求所定义的本公开的范围内同样是可能的。

Claims (13)

1.一种控制具有连接到三相AC网络(L)的三相AC侧并具有连接到DC网络(R)的DC侧的DC到AC模块化多电平转换器MMC(1)的方法,其中所述MMC具有带有多个相支路(11)的双星型拓扑,每个相支路具有第一分支(12a)和第二分支(12b),所述第一和第二分支(12)的每个分支包括多个串联连接的转换器单元(13),所述方法包括:
获得(M1)用于所述MMC的预计算的优化脉冲图形OPP(31);
借助于闭环脉冲图形控制(32),使所述OPP适应于(M2)所述MMC,所述闭环脉冲图形控制是具有滚动视野策略的模型预测脉冲图形控制MP3C,以及
基于适应的(M2)OPP,发送(M3)点火信号到每个分支(12)的所述多个单元(13),
其中所述MMC(1)具有小于125 Hz的开关频率,并且其中所述三相AC网络(L)具有50或60 Hz的标称基本频率。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述OPP的所述适应(M2)包括环流控制(53)。
3.如权利要求2所述的方法,其中所述环流控制(53)包括无差拍环流控制DBC3(53a)。
4.如权利要求2所述的方法,其中所述环流控制(53)包括滞后环流控制(53b)。
5.如前面权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中OPP的所述获得(M1)包括离线计算所述OPP。
6.如前面权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中每个分支(12)中的所述多个单元(13)是最多20个单元。
7.如权利要求6所述的方法,其中每个分支(12)中的所述多个单元(13)是在5到20个单元的范围内。
8.如权利要求6所述的方法,其中每个分支(12)中的所述多个单元(13)是最多10个单元。
9.如前面权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中所述MMC具有等于所述三相AC网络(L)的标称基本频率的开关频率。
10.如前面权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中所述MMC(1)具有小于30 kV的操作电压。
11.如前面权利要求1-4中的任一项所述的方法,其中每个分支(12)中的所述多个转换器单元(13)的至少一些或所有单元是单极单元。
12.一种计算机可读存储介质,包括计算机可执行的程序,用于在所述计算机可执行的程序在控制器(14)中包括的处理电路上运行时促使所述控制器执行如前面权利要求中的任一项所述的方法。
13.一种配置用于控制功率转换器的控制器(14),所述控制器包括:
处理电路;以及
存储装置,所述存储装置存储由所述处理电路可执行的指令,借此所述控制器操作以:
获得用于具有连接到三相AC网络(L)的三相AC侧并具有连接到DC网络(R)的DC侧的DC到AC模块化多电平转换器MMC(1)的预计算的优化脉冲图形OPP(31),其中所述MMC具有带有多个相支路(11)的双星型拓扑,每个相支路具有第一分支(12a)和第二分支(12b),所述第一和第二分支(12)的每个分支包括多个串联连接的转换器单元(13);
借助于闭环脉冲图形控制(32),使所述OPP适应于所述MMC,所述闭环脉冲图形控制是具有滚动视野策略的模型预测脉冲图形控制MP3C,以及
基于适应的OPP,发送点火信号到每个分支(12)的所述多个单元(13);
其中所述MMC(1)具有小于125 Hz的开关频率,并且其中所述三相AC网络(L)具有50或60 Hz的标称基本频率。
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