3LNPC-CC直流侧故障后均压策略研究

发布时间：2021-03-31 01:12

　　三电平中点箝位级联变换器（3LNPC-CC）的均压策略应保证单元模块直流侧故障后,变换器仍能正常运行。为了平衡3LNPC-CC直流侧故障后的电压,提出了一种针对3LNPC-CC的均压调制策略,该策略可在模块直流故障后,通过开关冗余矢量的转换进行容错控制,保证模块内直流侧电压稳定以及模块内中点电位平衡。通过搭建实验平台进行实验,实验结果验证了该算法的正确性及有效性。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

图１多模块３ＬＮＰＣ－ＣＣ拓扑结构??Ｆｉｇ．?１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ?ｍｏｄｕｌｅ?３ＬＮＰＣ－ＣＣ??

ＮＰＣ－ＣＣ中有模块出现直流侧电源故障??时，需要对故障模块充电以保证其正常工作。为了??解决上述问题，可以通过对３ＬＮＰＣ－ＣＣ的开关冗??余矢量的转换实现。具体实现方法为：首先确定变??换器工作的功率流向，在两个电容器适当充放电??时，通过开关状态上下改变直流侧。各模块９种开??关状态对其支撑电容的充放电影响如表１所示，??若则需对Ｃ２充电，对Ｃ，放电，反之亦然。??表１?３ＬＮＰＣ－ＣＣ充电樓式??Ｔａｂｌｅ?１?Ｃｈａｒｇｉｎｇ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?３ＬＮＰＣ－ＣＣ??图２?ＮＰＣ模块开关简化图??Ｆｉｇ．?２?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＮＰＣ?ｍｏｄｕｌｅ?ｓｗｉｔｃｈ??每个模块单元由两个桥臂构成，一个桥臂单??元可输出３种电平，即！ｕ，０，－ｕ＜ｂ；?—个模块单元??可以得到５种输出电平，??各模块的端口电压由ａ桥臂和ｂ桥臂可在９种开??关状态、５种电压等级下产生的端口电压差得到。??ｎ模块级联的３ＬＮＰＣ－ＣＣ产生如＋１的电压电平。??１（Ｐ），?导通??ＳＫ＝?〇（〇），?Ｖｔ２＊Ｖｗ?导通?（１）??．－ｌ（ｎ），?％和％４?导通??式中：Ｋ＝Ａ，Ｂ；ｆｃ＝ａ，ｂ。??得到中点箝位（ＮＰＣ）模块开关简化图见图２。??要为网侧负载提供能量；在３模块３ＬＮＰＣ－ＣＣ需??要合成±４，０电平时，故障模块合成０电平，以不??向网侧输出能量；当在３模块３ＬＮＰＣ－ＣＣ需要合??成±３，±２和±１电平时，故障模块将合成反向电??平，为故障模块电平支撑电容充电。??表２直流侧故障后容错调制策略??Ｔａｂｌｅ?２?Ｆａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ?ａｆｔｅｒ

为例，当变换器直流侧故障后，其容??错调制策略如表２所示。其中Ｎ为正常模块，Ｆ为??直流侧故障模块。该调制策略将根据直流侧电压??大小来确定故障模块位置。当确定故障模块位置??后，调制策略将尽量少的合成利用故障模块为网??ｆｆｉｌｊ提供能量的开关状态，尽量多的为故障模块合??成可以为其支撑电容充电的模块。因此在３模块??３ＬＮＰＣ－ＣＣ需要合成±６和±５电平时，故障模块需??＂（１０?ｍｓ／格）?＂（ｔＯ?ｍｓ／格）??（ａ＞移相敉波空间矢＊脉宽ＷＩＩＭ?均ｆｆｉ策略??图３?３ＬＮＰＣ－ＣＣ的静态实验波形??Ｆｉｇ．?３?Ｓｔａｔｉｃ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ｏｆ?３ＬＮＰＣ－ＣＣ??通过实验可以看出，图３ａ为通过移相载波空??间矢量脉宽调制后变换器输出波形，各模块按照??固定相位差合成相同的电平。图３ｂ为所述均压控??制算法，该算法将对各模块开关状态进行调整，以??达到３ＬＮＰＣ－ＣＣ模块内和模块间电压平衡。??图４示出单个直流侧故障时变换器的启动状??态。其中，ｔＡ为模块１直流电压，认为模块２直流??电压，ｆ／３为模块３直流电压乂为输出电流。在变??换器启动时，由于直流侧发生故障，因此故障模块??启动时电压为零，通过故障后均压策略的调控，电??压逐渐恢复至正常水平，如图４ａ所示。通过所述??算法，在３ＬＮＰＣ－ＣＣ电压恢复正常的过程中，故障??模块的电容电压仍然保持平衡，故故障模块在电??３?３ＬＮＰＣ－ＣＣ直流侧故障及均压策略??当３ＬＮＰＣ－ＣＣ中有模块出现直流侧电源故障??时，需要对故障模块充电以保证其正常工作。为了??解决上述问题，可以通过对３ＬＮＰＣ－ＣＣ的开


本文编号：3110491