CN115313891A - 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法 - Google Patents

一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115313891A
CN115313891A CN202211020418.XA CN202211020418A CN115313891A CN 115313891 A CN115313891 A CN 115313891A CN 202211020418 A CN202211020418 A CN 202211020418A CN 115313891 A CN115313891 A CN 115313891A
Authority
CN
China
Prior art keywords
level
direct current
bridge
unit
midpoint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211020418.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王奎
郑泽东
李永东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202211020418.XA priority Critical patent/CN115313891A/zh
Publication of CN115313891A publication Critical patent/CN115313891A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573—Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/23—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本公开涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法。其中，该多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，直流母线电容单元包括n个直流母线电容，n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，多电平全桥整流单元分别与n+1个直流端子和直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；直流供电单元与直流母线电容单元并联连接，用于输出第一直流电能至直流电源。采用上述方案的本公开可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。

Description

一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法
技术领域
本公开涉及电力电子变换器技术领域，尤其涉及一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法。
背景技术
随着科学技术的发展，电力电子变压器由于功率密度高、效率高、控制灵活等优点在交直流配网中得到越来越多的应用。在中压交流电网中，受限于开关器件的电压等级，通常采用多个子模块在交流侧串联后再接入电网。然而，受限于开关器件的开关速度和电压等级，每个子模块的直流母线电压等级较低，需要的子模块数量众多，不仅控制复杂，也难以提高整个系统的功率密度。
发明内容
本公开提供了一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法，主要目的在于在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
根据本公开的一方面，提供了一种多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，所述直流母线电容单元包括n个直流母线电容，所述n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，
所述多电平全桥整流单元分别与所述n+1个直流端子和所述直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；
所述直流供电单元与所述直流母线电容单元并联连接，用于输出所述第一直流电能至直流电源。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述多电平全桥整流单元包括两个桥臂；其中，
所述桥臂的交流端为所述多电平全桥整流单元的交流端，所述两个桥臂的直流侧并联连接；
所述两个桥臂中至少一个所述桥臂为中点箝位多电平半桥。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述两个桥臂均为所述中点箝位多电平半桥，所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应；
或者，
所述两个桥臂分别为所述中点箝位多电平半桥和两电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述两电平半桥与所述直流母线电容单元并联连接。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述直流供电单元包括多电平高频逆变单元和高频隔离整流单元，所述多电平高频逆变单元包括至少一个中点箝位多电平半桥；其中，
所述多电平高频逆变单元与所述直流母线电容单元连接，用于根据所述至少一个中点箝位多电平半桥，将所述第一直流电能逆变为第二交流电能；
所述高频隔离整流单元与所述多电平高频逆变单元连接，用于将所述第二交流电能整流为第二直流电能。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述多电平高频逆变单元包括两个所述中点箝位多电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子与所述高频隔离整流单元连接；
或者，
所述多电平高频逆变单元包括一个所述中点箝位多电平半桥和一个隔直电容，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子为所述多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，所述中点箝位多电平半桥的负极端子与所述隔直电容的第一端连接，所述隔直电容的第二端为所述多电平高频逆变单元的第二交流输出端子；
或者，
所述多电平高频逆变单元包括一个所述中点箝位多电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子为所述多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，所述中点箝位多电平半桥的目标直流端子为所述多电平高频逆变单元的第二交流输出端子。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述中点箝位多电平半桥包括n+1个直流端子；其中，
所述中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子用于输出n+1个电平。
根据本公开的另一方面，提供了一种多电平子模块电力电子变压器单相电路，包括：并网电抗器和m个交流端串联连接的如前述一方面中任一项所述的多电平子模块电力电子变压器，m为正整数；其中，
所述并网电抗器的第一端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端，所述并网电抗器的第二端与第一个所述多电平子模块电力电子变压器的第一交流端连接，第m个所述多电平子模块电力电子变压器的第二交流端为所述多电平子模块电力电子变压器单相电路的第二端。
根据本公开的另一方面，提供了一种多电平子模块电力电子变压器的控制方法，其特征在于，应用于前述一方面中任一项所述的多电平子模块电力电子变压器单相电路，包括：
基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；
基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制，包括：
确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；
根据所述参考电压集合和所述工作方式，确定所述多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略，根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制；
调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制，包括：
检测直流母线电容单元对应的电压集合；
根据所述电压集合，确定所述直流母线电容单元对应的电流调整量集合；
根据所述电流调整量集合，确定时间调整量集合；
根据所述时间调整量集合对所述载波交叠脉宽调制策略进行调整，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略；
根据所述调整后的载波交叠脉宽调制策略，实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
根据本公开的另一方面，提供了一种多电平子模块电力电子变压器的控制装置，其特征在于，包括：
第一控制单元，用于基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；
第二控制单元，用于基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述第一控制单元包括集合确定子单元、电位控制子单元和相位调制子单元，所述第一控制单元用于基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制时：
所述集合确定子单元，用于确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；
所述电位控制子单元，用于根据所述参考电压集合和所述工作方式，确定所述多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略，根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制；
所述相位调制子单元，用于调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差。
可选地，在本公开的一个实施例中，所述电位控制子单元，用于根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制时，具体用于：
检测直流母线电容单元对应的电压集合；
根据所述电压集合，确定所述直流母线电容单元对应的电流调整量集合；
根据所述电流调整量集合，确定时间调整量集合；
根据所述时间调整量集合对所述载波交叠脉宽调制策略进行调整，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略；
根据所述调整后的载波交叠脉宽调制策略，实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
根据本公开的另一方面，提出了一种多电平子模块电力电子变压器单相电路，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述一方面中任一项所述的方法。
根据本公开的另一方面，提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述一方面中任一项所述的方法。
根据本公开的另一方面，提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现前述一方面中任一项所述的方法。
在本公开一个或多个实施例中，多电平子模块电力电子变压器包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，直流母线电容单元包括n个直流母线电容，n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，多电平全桥整流单元分别与n+1个直流端子和直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；直流供电单元与直流母线电容单元并联连接，用于输出第一直流电能至直流电源。因此，通过采用多电平全桥整流单元与直流母线电容单元中的n+1个直流端子连接，可以大幅提高直流母线电压，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器的背景示意图；
图2示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的结构示意图；
图3示出本公开实施例提供的第一种多电平全桥整流单元的结构示意图；
图4示出本公开实施例提供的第二种多电平全桥整流单元的结构示意图；
图5示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的结构示意图；
图6示出本公开实施例提供的第一种多电平高频逆变单元的结构示意图；
图7示出本公开实施例提供的第二种多电平高频逆变单元的结构示意图；
图8示出本公开实施例提供的第三种多电平高频逆变单元的结构示意图；
图9示出本公开实施例提供的移相全桥电路的结构示意图；
图10示出本公开实施例提供的双有源全桥电路的结构示意图；
图11示出本公开实施例提供的LLC谐振变换器电路的结构示意图；
图12示出本公开实施例提供的CLLC双向谐振变换器电路的结构示意图；
图13示出本公开实施例提供的第一种中点箝位多电平半桥的结构示意图；
图14示出本公开实施例提供的第二种中点箝位多电平半桥的结构示意图；
图15示出本公开实施例提供的第三种中点箝位多电平半桥的结构示意图；
图16示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器单相电路的结构示意图；
图17示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器三相电路的结构示意图；
图18示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的控制方法的流程示意图；
图19示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的控制方法的流程示意图；
图20示出本公开实施例提供的一种载波交叠PWM的波形示意图；
图21示出本公开实施例提供的一种调整后的载波交叠PWM的波形示意图；
图22示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的仿真示意图；
图23示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的仿真示意图；
图24示出本公开实施例提供的一种准两电平调制方法的原理示意图；
图25示出本申请实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的控制装置的结构示意图；
图26示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的控制装置的结构示意图；
图27是用来实现本申请实施例的多电平子模块电力电子变压器的控制方法的多电平子模块电力电子变压器单相电路的框图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
根据一些实施例，图1示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器的背景示意图。如图1所示，在中压交流电网中，通常采用多个子模块在交流侧串联后再接入电网，每个子模块包括H桥整流、直流母线电容、H桥高频逆变以及高频隔离整流环节。
易于理解的是，受限于开关器件的开关速度和电压等级，每个子模块的直流母线电压等级较低，需要的子模块数量众多，不仅控制复杂，也难以提高整个系统的功率密度。
下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。
在第一个实施例中，如图2所示，图2示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的结构示意图。
具体的，该多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，直流母线电容单元包括n个直流母线电容，n直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，
多电平全桥整流单元分别与n+1个直流端子和直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；
直流供电单元与直流母线电容单元并联连接，用于输出第一直流电能至直流电源。
根据一些实施例，n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子时，第一个直流端子和最后一个直流端子分别为直流母线电容单元的正极端子和负极端子。除第一个直流端子和最后一个直流端子之外的直流端子为中性点。因此，直流母线电容单元可以在承受高压的同时提供n-1个中性点。
在一些实施例中，第一个直流母线电容C1的负极为直流母线电容单元的负极端子DC-，第一个直流母线电容C1的正极和第二个直流母线电容C2的负极相连形成第一中性点N1，第二个直流母线电容C2的正极和第三个直流母线电容C3的负极相连形成第二中性点N2，依此类推，第n-1个直流母线电容Cn-1的正极与第n个电容Cn的负极相连形成第n-1中性点Nn-1，第n个电容Cn的正极为直流母线电容单元的正极DC+。
在一些实施例中，直流供电单元与直流母线电容单元并联连接时，直流母线电容单元的正极端子与直流供电单元的正极端子连接，直流母线电容单元的负极端子与直流供电单元的负极端子连接。
根据一些实施例，多电平全桥整流单元包括n+1个直流端子，多电平全桥整流单元与直流母线电容单元中的n+1个直流端子连接时，多电平全桥整流单元中的直流端子和直流母线电容单元中的直流端子一一对应依次连接。
在一些实施例中，多电平全桥整流单元中的第一个直流端子和最后一个直流端子分别为直流母线电容单元的正极端子和负极端子。多电平全桥整流单元与直流供电单元连接时，多电平全桥整流单元的正极端子和直流供电单元的正极端子连接，电平全桥整流单元的负极端子和直流供电单元的负极端子连接。
根据一些实施例，直流电源并不特指某一固定电源。例如，该直流电源包括但不限于电池、超级电容或隔离型直流电源等等。
根据一些实施例，多电平全桥整流单元的交流端与交流电网连接，且多电平全桥整流单元的交流端为多电平子模块电力电子变压器的交流端。
综上，本公开实施例提供的多电平子模块电力电子变压器，通过采用多电平全桥整流单元与直流母线电容单元中的n+1个直流端子连接，可以大幅提高直流母线电压，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
在本公开实施例中，多电平全桥整流单元包括两个桥臂；其中，
桥臂的交流端为多电平全桥整流单元的交流端，两个桥臂的直流侧并联连接；
两个桥臂中至少一个桥臂为中点箝位多电平半桥。
根据一些实施例，图3示出本公开实施例提供的第一种多电平全桥整流单元的结构示意图。如图3所示，多电平全桥整流单元中的两个桥臂均为中点箝位多电平半桥，桥臂的直流端子与直流母线电容单元的直流端子连接，且桥臂的直流端子与直流母线电容单元的直流端子一一对应。
在一些实施例中，如图3所示，两个中点箝位多电平半桥的交流端子为多电平全桥整流单元的交流端子X1、X2，每个中点箝位多电平半桥均包括n+1个直流端子，且两个中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子一一对应依次连接，形成多电平全桥整流单元的n+1个直流端子。
根据一些实施例，图4示出本公开实施例提供的第二种多电平全桥整流单元的结构示意图。如图4所示，多电平全桥整流单元中的两个桥臂分别为中点箝位多电平半桥和两电平半桥，中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子连接，且中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子一一对应，两电平半桥与直流母线电容单元并联连接。
在一些实施例中，如图4所示，多电平全桥整流单元为由一个中点箝位多电平半桥和一个两电平半桥在直流侧并联构成的中点箝位多电平混合全桥。其中，中点箝位多电平半桥的交流端子和两电平半桥的交流端子为多电平全桥整流单元的交流端子X1、X2，中点箝位多电平半桥包括n+1个直流端子，且中点箝位多电平半桥的第一个直流端子为中点箝位多电平半桥的正极端子，中点箝位多电平半桥的第n+1个直流端子为中点箝位多电平半桥的负极端子，两电平半桥的正极端子与中点箝位多电平半桥的正极端子连接，两电平半桥的负极端子与中点箝位多电平半桥的负极端子连接。
在一些实施例中，如图4所示，两电平半桥包括高压开关器件SR1和SR2。其中，SR1的集电极为两电平半桥的正极端子，SR1的发射极和SR2的集电极连接形成两电平半桥的交流端子，SR2的发射极为两电平半桥的负极端子。
易于理解的是，多电平全桥整流单元通过采用中点箝位多电平半桥，可以大幅提高直流母线电压，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
在本公开实施例中，图5示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的结构示意图。如图5所示，直流供电单元包括多电平高频逆变单元和高频隔离整流单元，多电平高频逆变单元包括至少一个中点箝位多电平半桥；其中，
多电平高频逆变单元与直流母线电容单元连接，用于根据至少一个中点箝位多电平半桥，将第一直流电能逆变为第二交流电能；
高频隔离整流单元与多电平高频逆变单元连接，用于将第二交流电能整流为第二直流电能。
根据一些实施例，图6示出本公开实施例提供的第一种多电平高频逆变单元的结构示意图。如图6所示，多电平高频逆变单元包括两个中点箝位多电平半桥，中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子连接，且中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子一一对应，中点箝位多电平半桥的交流端子与高频隔离整流单元连接；
在一些实施例中，如图6所示，每个中点箝位多电平半桥均包括n+1个直流端子，且两个中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子一一对应依次连接，形成多电平高频逆变单元的n+1个直流端子。多电平高频逆变单元的n+1个直流端子与直流母线电容单元的n+1个直流端子一一对应依次连接。两个中点箝位多电平半桥的交溜端子为多电平高频逆变单元的交流端子X3、X4。
根据一些实施例，图7示出本公开实施例提供的第二种多电平高频逆变单元的结构示意图。如图7所示，多电平高频逆变单元包括一个中点箝位多电平半桥和一个隔直电容，中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子连接，且中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子一一对应，中点箝位多电平半桥的交流端子为多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，中点箝位多电平半桥的负极端子与隔直电容的第一端连接，隔直电容的第二端为多电平高频逆变单元的第二交流输出端子；
在一些实施例中，如图7所示，中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子为多电平高频逆变单元的n+1个直流端子。多电平高频逆变单元的n+1个直流端子与直流母线电容单元的n+1个直流端子一一对应依次连接。多电平高频逆变单元的交流端子为多电平高频逆变单元的第一交流输出端子X3。中点箝位多电平半桥的负极端子与隔直电容的第一端连接，隔直电容的第二端为多电平高频逆变单元的第二交流输出端子X4。
根据一些实施例，图8示出本公开实施例提供的第三种多电平高频逆变单元的结构示意图。如图8所示，多电平高频逆变单元包括一个中点箝位多电平半桥，中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子连接，且中点箝位多电平半桥的直流端子与直流母线电容单元的直流端子一一对应，中点箝位多电平半桥的交流端子为多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，中点箝位多电平半桥的目标直流端子为多电平高频逆变单元的第二交流输出端子。
在一些实施例中，如图8所示，中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子为多电平高频逆变单元的n+1个直流端子。多电平高频逆变单元的n+1个直流端子与直流母线电容单元的n+1个直流端子一一对应依次连接。多电平高频逆变单元的交流端子为多电平高频逆变单元的第一交流输出端子X3。多电平高频逆变单元的n+1个直流端子中连接直流母线电容单元的第n/2个中性点Nn/2的直流端子为多电平高频逆变单元的目标直流端子，即第二交流输出端子X4，其中，n为偶数。
根据一些实施例，高频隔离整流单元与多电平高频逆变单元连接，可以将多电平高频逆变单元输出的高频交流电压经高频变压器隔离后整流为可控的直流输出电压。
在一些实施例中，高频隔离整流单元采用的结构包括但不限于移相全桥电路、双有源全桥电路、LLC谐振变换器电路、CLLC双向谐振变换器电路等。可以根据不用应用场合的需求进行选择。
在一些实施例中，图9示出本公开实施例提供的移相全桥电路的结构示意图。如图9所示，该移相全桥电路包括两个电感、一个高频变压器、一个由二极管组成的全桥整流桥和一个电容。
在一些实施例中，图10示出本公开实施例提供的双有源全桥电路的结构示意图。如图10所示，该双有源全桥电路包括两个电感、一个高频变压器、一个二极管全桥整流桥和两个电容。
在一些实施例中，图11示出本公开实施例提供的LLC谐振变换器电路的结构示意图。如图11所示，该LLC谐振变换器电路包括一个电感、一个高频变压器、一个由开关器件组成的全桥整流桥和一个电容。
在一些实施例中，图12示出本公开实施例提供的CLLC双向谐振变换器电路的结构示意图。如图12所示，该CLLC双向谐振变换器电路包括两个电感、一个高频变压器、一个由开关器件组成的全桥整流桥和三个电容。
易于理解的是，多电平高频逆变单元通过采用中点箝位多电平半桥，可以大幅提高直流母线电压，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。同时，采用低压高速的开关器件实现高压输出，可以通过提高工作频率减小高频隔离环节的体积重量。
在本公开实施例中，中点箝位多电平半桥包括n+1个直流端子；其中，
中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子用于输出n+1个电平。
根据一些实施例，图13示出本公开实施例提供的第一种中点箝位多电平半桥的结构示意图。如图13所示，中点箝位多电平半桥包括2n-2个箝位二极管和串联连接的2n个开关器件；其中，
第一个开关器件S1的发射极为中点箝位多电平半桥的负极端子DC-，第n-2个开关器件Sn-2的集电极与第n-1个开关器件Sn-1的发射极连接，第2n-1个开关器件的S2n-1的集电极与第2n个开关器件S2n的发射极连接，第2n个开关器件S2n的集电极为中点箝位多电平半桥的正极端子DC+，第n个开关器件Sn的集电极和第n+1个开关器件Sn+1的发射极为中点箝位多电平半桥的交流端子；
第一个箝位二极管D1的阳极与第一个开关器件S1的集电极连接，第二个箝位二极管D2的阴极与第n+1个开关器件Sn+1的集电极连接，第一个箝位二极管D1的阴极和第二个箝位二极管D2的阳极为中点箝位多电平半桥的第一中性点N1，第三个箝位二极管D3的阳极与第二个开关器件S2的集电极连接，第四个箝位二极管D4的阴极与第n+2个开关器件Sn+2的集电极相连，第三个箝位二极管D3的阴极与第四个箝位二极管D4的阳极为中点箝位多电平半桥的第二中性点N2；依此类推，第2n-3个箝位二极管D2n-3的阳极与第n-1个开关器件Sn-1的集电极连接，第2n-2个箝位二极管D2n-2的阴极与第2n-1个开关器件S2n-1的集电极连接，第2n-3个箝位二极管D2n-3的阴极与第2n-2个箝位二极管D2n-2的阳极为中点箝位多电平半桥的第n-1个中性点Nn-1；
中点箝位多电平半桥的正极端子、负极端子和中性点为中点箝位多电平半桥的直流端子。
根据一些实施例，中点箝位多电平半桥包含串联连接的2n个开关器件，可以输出0、1、2，…、n-1，n共n+1个电平。
在一些实施例中，中点箝位多电平半桥的正极端子、负极端子和n-1个中性点形成中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子。
根据一些实施例，图14示出本公开实施例提供的第二种中点箝位多电平半桥的结构示意图。如图14所示，当n＝3时，中点箝位多电平半桥可输出四个电平，采用4只箝位二极管，第一个箝位二极管D1的阳极与第一个开关器件S1的集电极连接，第二个箝位二极管D2的阴极与第四个开关器件S4的集电极相连，第一个箝位二极管D1的阴极与第二个箝位二极管D2的阳极相连后为中点箝位多电平半桥的第一中性点N1；第三个箝位二极管D3的阳极与第二个开关器件S2的集电极相连，第四个箝位二极管D4的阴极与第五个开关器件S5的集电极相连，第三个箝位二极管D3的阴极与第四箝个位二极管D4的阳极相连后为中点箝位多电平半桥的第二中性点N2。
根据一些实施例，图15示出本公开实施例提供的第三种中点箝位多电平半桥的结构示意图。如图15所示，当n＝4时，中点箝位多电平半桥可输出五个电平，采用6只箝位二极管，第一个箝位二极管D1的阳极与第一个开关器件S1的集电极相连，第二个箝位二极管D2的阴极与第五个开关器件S5的集电极相连，第一个箝位二极管D1的阴极与第二个箝位二极管D2的阳极相连后为中点箝位多电平半桥的第一中性点N1；第三个箝位二极管D3的阳极与第二个开关器件S2的集电极相连，第四个箝位二极管D4的阴极与第六个开关器件S6的集电极相连，第三个箝位二极管D3的阴极与第四个箝位二极管D4的阳极连接后为中点箝位多电平半桥的第二中性点N2；第五个箝位二极管D5的阳极与第三个开关器件S3的集电极相连，第六个箝位二极管D6的阴极与第七个开关器件S7的集电极相连，第五个箝位二极管D5的阴极与第六个箝位二极管D6的阳极连接后为中点箝位多电平半桥的第三中性点N3。
综上，本公开实施例提供的多电平子模块电力电子变压器，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，直流母线电容单元包括n个直流母线电容，n直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，多电平全桥整流单元分别与n+1个直流端子和直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；直流供电单元与直流母线电容单元并联连接，用于输出第一直流电能至直流电源。因此通过采用多电平全桥整流单元与直流母线电容单元中的n+1个直流端子连接，可以大幅提高直流母线电压，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种多电平子模块电力电子变压器单相电路。
图16示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器单相电路的结构示意图。如图16所示，该多电平子模块电力电子变压器单相电路包括：并网电抗器L和m个交流端串联连接的如上述图2-图15任一所示的多电平子模块电力电子变压器，m为正整数；其中，
并网电抗器L的第一端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端，并网电抗器L的第二端与第一个多电平子模块电力电子变压器的第一交流端连接，第m个多电平子模块电力电子变压器的第二交流端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第二端。
根据一些实施例，该m个多电平子模块电力电子变压器的直流输出端子可以并联连接，也可以串联连接。
在一些实施例中，多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端和第二端可以接入单相交流电网。该单相交流电网例如可以为高铁牵引供电网。
在本公开实施例中，图17示出本公开实施例提供的一种多电平子模块电力电子变压器三相电路的结构示意图。如图17所示，当接入三相交流电网时，三个多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端分别连接到三相交流电网的三个交流端子，三个多电平子模块电力电子变压器单相电路的第二端连接在一起作为公共中性点。
根据一些实施例，还可以将三相电网换成交流电机负载驱动交流电机调速运行。
综上，本公开实施例提供的多电平子模块电力电子变压器单相电路，包括：并网电抗器L和m个交流端串联连接的多电平子模块电力电子变压器，m为正整数；其中，并网电抗器L的第一端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端，并网电抗器L的第二端与第一个多电平子模块电力电子变压器的第一交流端连接，第m个多电平子模块电力电子变压器的第二交流端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第二端。因此通过采用多电平全桥整流单元与直流母线电容单元中的n+1个直流端子连接，可以大幅提高直流母线电压，可以成倍减少多电平子模块电力电子变压器的数量，可以在提高系统功率密度的同时降低系统控制的复杂度。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种多电平子模块电力电子变压器的控制方法。如图18所示，图18示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的控制方法的流程示意图。该方法应用于如上述图16-图17任一所示的多电平子模块电力电子变压器单相电路。
具体的，该多电平子模块电力电子变压器的控制方法包括：
S101，基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；
根据一些实施例，载波交叠移相脉宽调制方法指的是通过釆用具有一定相位关系的载波信号进行脉冲宽度调制，以降低具有串并联关系的多个换流桥向系统注入的总谐波的一种脉宽调制方法。
易于理解的的是，当对多电平子模块电力电子变压器进行控制时，可以基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对所有多电平子模块电力电子变压器中的多电平全桥整流单元进行控制。
S102，基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
易于理解的是，当对多电平子模块电力电子变压器进行控制时，可以基于准两电平调制方法对所有多电平子模块电力电子变压器中的直流供电单元进行控制。
综上，本公开实施例提出的方法，通过基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制，基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。因此，通过采用载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法，可以实现每个多电平子模块电力电子变压器内直流母线中点电位的平衡控制，可以实现所有直流母线电容之间的电压均衡控制。
请参见图19，图19示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的控制方法的流程示意图。
具体的，该多电平子模块电力电子变压器的控制方法包括：
S201，确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；
根据一些实施例，以每个多电平子模块电力电子变压器中单个直流母线电容的电容电压额定值为电压基值，多电平子模块电力电子变压器的交流端口X1到X2为电压正方向，则每个多电平子模块电力电子变压器中的多电平全桥整流单元的交流输出电压参考值uref的范围为[-n,n]。
在一些实施例中，当多电平全桥整流单元采用如图3所示的结构时，两个中点箝位多电平半桥均工作在脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)模式，两个中点箝位多电平半桥对应的参考电压分别为：
Figure BDA0003813911930000101
在一些实施例中，当多电平全桥整流单元采用如图4所示的结构时，为降低两电平半桥中的高压开关器件的损耗，两电平半桥工作在基波频率，中点箝位多电平半桥工作在PWM模式。以端口X2位于两电平半桥为例，两电平半桥的参考电压为：
Figure BDA0003813911930000102
此时，中点箝位多电平半桥的参考电压为：
Figure BDA0003813911930000103
易于理解的是，当对多电平子模块电力电子变压器进行控制时，可以确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式。
S202，根据参考电压集合和工作方式，确定多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略；
根据一些实施例，图20示出本公开实施例提供的一种载波交叠PWM的波形示意图。其中，图20(a)为-n/2≤urefx≤0时载波交叠PWM的波形示意图，图20(b)为0≤urefx≤n/2时载波交叠PWM的波形示意图。如图20所示，n个载波Cr1、Cr2、…、Crn的相位相同，周期均为Ts，分别对应n对互补的开关器件(S1,Sn+1)、(S2,Sn+2)、…、(Sn,S2n)。载波Cr1和Crn为层叠的三角波，幅值均为n/2，Crn层叠在Cr1之上，Crn的最高点A和B坐标分别是(0,n/2)和(TS,n/2)，最低点O对应坐标是(Ts/2,n/2)，Cr1的最低点C对应坐标是(Ts/2,-n/2)，最高点O1和O1'坐标分别是(0,0)和(Ts,0)。将线段O1O等分为n-1份得到O2、O3、…、On-1共n-2个点；将线段O1'O也等分为n-1份得到O2'、O3'、…、On-1'共n-2个点；这样折线AOj COj'B就构成了载波Crj，j为载波序号2、3、…、n-1。
在一些实施例中，假设桥臂输出的参考电压为urefx，取值范围是-n/2≤uref x≤n/2，将参考电压urefx与载波Cr1、Cr2、…、Crn分别比较可以得到n对互补的开关器件(S1,Sn+1)、(S2,Sn+2)、…、(Sn,S2n)的控制信号：当参考电压urefx大于载波Crj时对应开关器件Sn+j开通，Sj关断，参考电压urefx小于载波Crj时对应开关器件Sn+j关断，Sj开通。
在一些实施例中，如图20(a)所示，当-n/2≤urefx≤0时，由于O1O2＝O2O3＝…＝On-1O＝OOn-1'＝…＝O3'O2'＝O2'O1'，根据相似三角形原理可得到中间n-1个电平1、2、…、n-1的作用时间满足t1＝t2＝…＝tn-1，电平n的作用时间为0，电平0的作用时间为t0＝TS-t1-t2-…-tn-1。如图20(b)所示，当0≤urefx≤n/2时，由于O1O2＝O2O3＝…＝On-1 O＝OOn-1'＝…＝O3'O2'＝O2'O1'，根据相似三角形原理可得到中间n-1个电平1、2、…、n-1的作用时间满足t1＝t2＝…＝tn-1，电平0的作用时间为0，电平n的作用时间为tn＝TS-t1-t2-…-tn-1。
易于理解的是，当确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式时，可以根据该参考电压集合和工作方式，确定多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略。
S203，根据载波交叠脉宽调制策略实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制；
根据一些实施例，根据中点箝位多电平半桥的工作原理，当输出任意电平k时(k＝1、2、…、n-1)，桥臂电流流经中性点Nk，因此任意中性点Nk的电流平均值由输出电平k的作用时间和桥臂电流决定，而采用载波交叠脉宽调制策略时，在任何情况下中间n-1个电平1、2、…、n-1的作用时间都满足t1＝t2＝…＝tn-1。因此，当载波频率相比基波频率足够高时可以认为在一个载波周期内桥臂电流不变，从而可以得出母线中性点N1、N2、…、Nn-1的电流平均值在每个载波周期内完全相同，进而能够实现直流母线电容单元的中点电位自然平衡。
在一些实施例中，虽然在理想条件下，采用载波交叠脉宽调制策略可以实现直流母线电容单元的中点电位自然平衡，但由于非理想因素的影响，直流母线电容单元的中点电位可能会发生偏移。因此，为了实现母线电容单元的中点电位平衡，需要根据母线中点电位平衡控制方法对直流母线电容单元进行中点电位平衡控制。
根据一些实施例，当根据母线中点电位平衡控制方法对直流母线电容单元进行中点电位平衡控制时，首先检测直流母线电容单元对应的电压集合。接着，根据电压集合，确定直流母线电容单元对应的电流调整量集合。其次，根据电流调整量集合，确定时间调整量集合。之后，根据时间调整量集合对载波交叠脉宽调制策略进行调整，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略。最后，根据调整后的载波交叠脉宽调制策略，实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
在一些实施例中，检测直流母线电容单元对应的电压集合时，检测直流母线电容单元中所有直流母线电容C1、C2、…、Cn的电压Uc1、Uc2、…、Ucn。
根据一些实施例，当根据电压集合，确定直流母线电容单元对应的电流调整量集合时，可以根据相邻两个直流母线电容的电容电压之间的偏差确定各个中性点的电流调整方向。接着，通过比例或比例积分闭环控制可得到每个中性点Nk的电流调整量ΔiNk。
在一些实施例中，当根据相邻两个直流母线电容的电容电压之间的偏差确定各个中性点的电流调整方向时，以电流流出中性点为正方向，当相邻两个直流母线电容Ck和Ck+1(k＝1、2、…、n-1)之间上电容Ck+1电压高于下电容Ck电压时，减小两个电容之间的中性点Nk的电流iNk，使得上电容Ck+1充电量减小、下电容Ck放电量减小。若上电容Ck+1电压小于下电容Ck电压时，增加两个直流母线电容之间的中性点Nk的电流iNk，使得上电容充电量增大、下电容放电量增大。
根据一些实施例，由于只有当输出电平k时(k＝1、2、…、n-1)中性点Nk才有电流流过，而采用载波交叠脉宽调制策略时中间n-1个电平1、2、…、n-1的作用时间满足t1＝t2＝…＝tn-1，因此通过微调各个电平的作用时间即可实现中性点电流的调整。因此，当根据电流调整量集合，确定时间调整量集合时，以流出桥臂为相电流正方向，可以根据各个中性点的电流调整量以及相电流io计算得到每个载波周期电平k的作用时间调整量为Δtk＝Ts·ΔiNk/io。
在一些实施例中，为不影响输出电流谐波性能，Δtk的幅值需要做一定的限制，例如，可以限制在tk的10％以内。
根据一些实施例，根据时间调整量集合对载波交叠脉宽调制策略进行调整时，可以调整每个电平的作用时间，具体可以采用以下方式实现：在每个控制周期内调整参考电压与不同载波比较时的值，从而可以将每个载波周期内的参考电压从恒定直线调整为折线，如图21所示，从而改变了相应开关器件对应的PWM信号的占空比，进而实现了电平作用时间的微调，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略。
易于理解的是，当确定多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略时，可以根据载波交叠脉宽调制策略实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
S204，调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差；
根据一些实施例，由于所有多电平子模块电力电子变压器的多电平全桥整流单元的交流输出电压直接串联，为减小电流谐波可将每个多电平子模块电力电子变压器的多电平全桥整流单元的载波依次错开一定的相位，从而增加多电平子模块电力电子变压器串联后的输出电压电平数。
根据一些实施例，当多电平全桥整流单元采用如图3所示的结构时，可以将每个多电平子模块电力电子变压器的载波交叠脉宽调制策略中的载波依次移相180°/m。具体而言，即令第二个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第一个多电平子模块电力电子变压器的载波相位滞后180°/m，第三个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第二多电平子模块电力电子变压器的载波相位也滞后180°/m，依此类推，第m个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第m-1个多电平子模块电力电子变压器的载波相位也滞后180°/m。因此，可使得输出电压达到最多2mn+1电平。
在一些实施例中，图22示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的仿真示意图。其中，图22(a)为多电平全桥整流单元采用如图3所示的结构时，载波交叠移相PWM载波和参考电压的仿真结果示意图。图22(b)为多电平全桥整流单元采用如图3所示的结构时，载波交叠移相PWM的输出电压仿真结果示意图。如图22所示，m＝4，n＝3，每个多电平子模块电力电子变压器的载波之间依次移相45°，输出电压为25电平。
根据一些实施例，当多电平全桥整流单元采用如图4所示的结构时，可以将每个多电平子模块电力电子变压器的载波交叠脉宽调制策略中的载波依次移相360°/m。具体而言，即第二个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第一个多电平子模块电力电子变压器的载波相位滞后360°/m，第三个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第二个多电平子模块电力电子变压器的载波相位也滞后360°/m，依此类推，第m个多电平子模块电力电子变压器的载波相位比第m-1个多电平子模块电力电子变压器的载波相位也滞后360°/m。因此，可使得输出电压达到最多2mn+1电平。
在一些实施例中，图23示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的仿真示意图。其中，图23(a)为多电平全桥整流单元采用如图4所示的结构时，载波交叠移相PWM载波和参考电压的仿真结果示意图。图23(b)为多电平全桥整流单元采用如图4所示的结构时，载波交叠移相PWM的输出电压仿真结果示意图。如图23所示，多电平全桥整流单元采用如图4所示的结构，m＝4，n＝3，此时每个子模块的载波之间依次移相90°，输出电压也为25电平。
易于理解的是，当实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制时，可以调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差。
S205，基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
根据一些实施例，当基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制时，直流供电单元中的多电平高频逆变单元中的每个中点箝位多电平半桥独立控制，其中0电平和n电平为稳态电平，中间n-1个电平1、2、…、n-1为过渡电平。每次输出电压发生变化时，总是从某一个稳态电平开始，依次经过n-1个过渡电平后到达另一个稳态电平，如图24所示，上升沿总是从0电平开始，依次经过1、2、…、n-1电平后过渡到n电平，下降沿总是从n电平开始，依次经过n-1、…、2、1电平后过渡到0电平；每个过渡电平的作用时间相等；上升沿和下降沿总时间保持不变。由于过渡电平的作用时间短，上升沿和下降沿时间一般不超过控制周期的10％，这样中点箝位多电平半桥可以近似为一个两电平半桥，只输出两种稳态电平，从而可以使得对多电平高频逆变单元的控制大大简化，进而，可采用传统高频隔离DC/DC变换器的成熟控制方法。
易于理解的是，当对多电平子模块电力电子变压器进行控制时，可以基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
综上，本公开实施例提出的方法，通过确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；根据参考电压集合和工作方式，确定多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略；根据载波交叠脉宽调制策略实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制；调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差；基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。因此通过采用载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法，可以实现每个多电平子模块电力电子变压器内直流母线中点电位的平衡控制，可以实现所有直流母线电容之间的电压均衡控制。同时，采用通过设置合适的移相角度，可以提高网侧电流谐波性能。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。
请参见图25，其示出本公开实施例提供的第一种多电平子模块电力电子变压器的控制装置的结构示意图。该多电平子模块电力电子变压器的控制装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装置的全部或一部分。该多电平子模块电力电子变压器的控制装置2500包括第一控制单元2501和第二控制单元2502，其中：
第一控制单元2501，用于基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；
第二控制单元2502，用于基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
可选地，图26示出本公开实施例提供的第二种多电平子模块电力电子变压器的控制装置的结构示意图。如图26所示，第一控制单元2501包括集合确定子单元2511、电位控制子单元2521和相位调制子单元2531，第一控制单元2501用于基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制时：
集合确定子单元2511，用于确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；
电位控制子单元2521，用于根据参考电压集合和工作方式，确定多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略，根据载波交叠脉宽调制策略实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制；
相位调制子单元2531，用于调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差。
可选地，电位控制子单元2521，用于根据载波交叠脉宽调制策略实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制时，具体用于：
检测直流母线电容单元对应的电压集合；
根据电压集合，确定直流母线电容单元对应的电流调整量集合；
根据电流调整量集合，确定时间调整量集合；
根据时间调整量集合对载波交叠脉宽调制策略进行调整，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略；
根据调整后的载波交叠脉宽调制策略，实现直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
需要说明的是，上述实施例提供的多电平子模块电力电子变压器的控制装置在执行多电平子模块电力电子变压器的控制方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的多电平子模块电力电子变压器的控制装置与多电平子模块电力电子变压器的控制方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
综上，本公开实施例提出的装置，通过第一控制单元基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；第二控制单元基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。因此，通过采用载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法，可以实现每个多电平子模块电力电子变压器内直流母线中点电位的平衡控制，可以实现所有直流母线电容之间的电压均衡控制。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取、存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种多电平子模块电力电子变压器单相电路、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图27示出了可以用来实施本公开的实施例的示例多电平子模块电力电子变压器单相电路2700的示意性框图。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图27所示，多电平子模块电力电子变压器单相电路2700包括计算单元2701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)2702中的计算机程序或者从存储单元2708加载到随机访问存储器(RAM)2703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 2703中，还可存储多电平子模块电力电子变压器单相电路2700操作所需的各种程序和数据。计算单元2701、ROM 2702以及RAM 2703通过总线2704彼此相连。输入/输出(I/O)接口2705也连接至总线2704。
多电平子模块电力电子变压器单相电路2700中的多个部件连接至I/O接口2705，包括：输入单元2706，例如键盘、鼠标等；输出单元2707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元2708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元2709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元2709允许多电平子模块电力电子变压器单相电路2700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元2701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元2701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元2701执行上文所描述的各个方法和处理，例如多电平子模块电力电子变压器的控制方法。例如，在一些实施例中，多电平子模块电力电子变压器的控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元2708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 2702和/或通信单元2709而被载入和/或安装到多电平子模块电力电子变压器单相电路2700上。当计算机程序加载到RAM 2703并由计算单元2701执行时，可以执行上文描述的多电平子模块电力电子变压器的控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元2701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行多电平子模块电力电子变压器的控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或多电平子模块电力电子变压器单相电路上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据终端)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用终端)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。
计算机系统可以包括客户机和终端。客户机和终端一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户机-终端关系的计算机程序来产生客户机和终端的关系。终端可以是云终端，又称为云计算终端或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual PrivateServer"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。终端也可以为分布式系统的终端，或者是结合了区块链的终端。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，包括：多电平全桥整流单元、直流母线电容单元和直流供电单元，所述直流母线电容单元包括n个直流母线电容，所述n个直流母线电容串联连接形成n+1个直流端子，n为正整数且n≥3；其中，
所述多电平全桥整流单元分别与所述n+1个直流端子和所述直流供电单元连接，用于将交流电网输入的第一交流电能转换为第一直流电能；
所述直流供电单元与所述直流母线电容单元并联连接，用于输出所述第一直流电能至直流电源。
2.如权利要求1所述的多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，所述多电平全桥整流单元包括两个桥臂；其中，
所述桥臂的交流端为所述多电平全桥整流单元的交流端，所述两个桥臂的直流侧并联连接；
所述两个桥臂中至少一个所述桥臂为中点箝位多电平半桥。
3.如权利要求2所述的多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，所述两个桥臂均为所述中点箝位多电平半桥，所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述桥臂的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应；
或者，
所述两个桥臂分别为所述中点箝位多电平半桥和两电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述两电平半桥与所述直流母线电容单元并联连接。
4.如权利要求1所述的多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，所述直流供电单元包括多电平高频逆变单元和高频隔离整流单元，所述多电平高频逆变单元包括至少一个中点箝位多电平半桥；其中，
所述多电平高频逆变单元与所述直流母线电容单元连接，用于根据所述至少一个中点箝位多电平半桥，将所述第一直流电能逆变为第二交流电能；
所述高频隔离整流单元与所述多电平高频逆变单元连接，用于将所述第二交流电能整流为第二直流电能。
5.如权利要求4所述的多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，所述多电平高频逆变单元包括两个所述中点箝位多电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子与所述高频隔离整流单元连接；
或者，
所述多电平高频逆变单元包括一个所述中点箝位多电平半桥和一个隔直电容，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子为所述多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，所述中点箝位多电平半桥的负极端子与所述隔直电容的第一端连接，所述隔直电容的第二端为所述多电平高频逆变单元的第二交流输出端子；
或者，
所述多电平高频逆变单元包括一个所述中点箝位多电平半桥，所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子连接，且所述中点箝位多电平半桥的直流端子与所述直流母线电容单元的直流端子一一对应，所述中点箝位多电平半桥的交流端子为所述多电平高频逆变单元的第一交流输出端子，所述中点箝位多电平半桥的目标直流端子为所述多电平高频逆变单元的第二交流输出端子。
6.如权利要求3或5所述的多电平子模块电力电子变压器，其特征在于，所述中点箝位多电平半桥包括n+1个直流端子；其中，
所述中点箝位多电平半桥的n+1个直流端子用于输出n+1个电平。
7.一种多电平子模块电力电子变压器单相电路，其特征在于，包括：并网电抗器和m个交流端串联连接的如权利要求1-6任一项所述的多电平子模块电力电子变压器，m为正整数；其中，
所述并网电抗器的第一端为多电平子模块电力电子变压器单相电路的第一端，所述并网电抗器的第二端与第一个所述多电平子模块电力电子变压器的第一交流端连接，第m个所述多电平子模块电力电子变压器的第二交流端为所述多电平子模块电力电子变压器单相电路的第二端。
8.一种多电平子模块电力电子变压器的控制方法，其特征在于，应用于权利要求7所述的多电平子模块电力电子变压器单相电路，包括：
基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制；
基于准两电平调制方法对直流供电单元进行控制。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于载波交叠移相脉宽调制方法和母线中点电位平衡控制方法对多电平全桥整流单元进行控制，包括：
确定多电平全桥整流单元对应的参考电压集合和工作方式；
根据所述参考电压集合和所述工作方式，确定所述多电平全桥整流单元对应的载波交叠脉宽调制策略，根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制；
调整m个多电平子模块电力电子变压器对应的载波之间的相位差。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述载波交叠脉宽调制策略实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制，包括：
检测直流母线电容单元对应的电压集合；
根据所述电压集合，确定所述直流母线电容单元对应的电流调整量集合；
根据所述电流调整量集合，确定时间调整量集合；
根据所述时间调整量集合对所述载波交叠脉宽调制策略进行调整，得到调整后的载波交叠脉宽调制策略；
根据所述调整后的载波交叠脉宽调制策略，实现所述直流母线电容单元的中点电位平衡控制。
CN202211020418.XA 2022-08-24 2022-08-24 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法 Pending CN115313891A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211020418.XA CN115313891A (zh) 2022-08-24 2022-08-24 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211020418.XA CN115313891A (zh) 2022-08-24 2022-08-24 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115313891A true CN115313891A (zh) 2022-11-08

Family

ID=83863734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211020418.XA Pending CN115313891A (zh) 2022-08-24 2022-08-24 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115313891A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oates et al. A comparison of two methods of estimating losses in the modular multi-level converter
CN110855165B (zh) 三相维也纳整流器的控制电路的不连续脉宽调制方法
US6757185B2 (en) Method and control circuitry for a three-phase three-level boost-type rectifier
CN101753044B (zh) 一种基于零序电压注入的三电平中点电位平衡控制方法
Wang et al. A survey on the modular multilevel converters—Modeling, modulation and controls
CN105305852A (zh) 一种采用直流侧电流注入法的低谐波12脉波整流器
CN104300817B (zh) 能量转换系统中的t型三电平svpwm的控制方法
CN102545681A (zh) 可消除低频谐波的阶梯波合成式三相逆变器及控制方法
Amankwah et al. Cell capacitor voltage control in a parallel hybrid modular multilevel voltage source converter for HVDC applications
Waware et al. A review of multilevel inverter based active power filter
CN106787891A (zh) 一种五电平逆变器
CN106936151B (zh) 一种柔性直流输电系统运行区间确定方法
CN105024578A (zh) 一种三相模块化多电平变换器并联系统及其控制方法
Song et al. Two methods for controlling three‐time fundamental frequency neutral‐point voltage oscillation in a hybrid VIENNA rectifier
CN115954924A (zh) 一种多端口柔性合环开关及其控制方法
CN115313891A (zh) 一种多电平子模块电力电子变压器及控制方法
Islam et al. Power converter topologies for grid-integrated medium-voltage applications
CN112803808B (zh) 降低模块化多电平换流器直流侧高频脉动电流控制方法
Lin et al. Multilevel inverter with series connection of H-bridge cells
Lin et al. Implementation of a three-phase high-power-factor rectifier with NPC topology
Zhang et al. An optimal control algorithm of capacitor voltage balancing for modular multilevel converter
CN110611446A (zh) 适用于三相双输入逆变器的扇区自适应空间矢量调制方法
CN111342637A (zh) 一种级联多电平变换器的快速均压方法
Aihsan et al. Harmonic Analysis of Three-Phase Asymmetrical Multilevel Inverter with Reduced Number of Switches
Salehahari et al. New coupled-inductor based multilevel inverter with extension capability

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination