应用于交直流配电网的电力电子变压器(学习笔记) (2)

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前面三种工作状态是正常工作状态,最后一种闭锁状态一般用于清障和系统启动。闭锁状态中,子模块的状态是确定的,即电容一定是在桥臂当中,这其实就保证了在故障发生时,能够使用MMC自身的电容来吸收故障电流,清除故障电流,保证不产生震荡。

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图2-6钳位双子模块

如图2-6所示,钳位双子模块由两个半桥子模块通过两个钳位二极管和一个引导IGBT组成。共包含五个IGBT。

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图2-7钳位双子模块等效电路图

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工作状态下,中间的引导IGBT会一直连通,保证两个子模块相连,输出电压是原来的两倍。

所以钳位双子模块其实就是全桥子模块整体提升了了一个U_c。另外在实际工程中,一般不使用输出仅为U_c的模式,所以正常模式其实只有2U_c(投入状态)和0(切除状态)两个状态。

另外在闭锁模式时,不管电流的方向,桥臂中始终有电容存在,所以可以起到清除故障电流的功能。

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图2-8 CDSM 拓扑

正常工作时,CDSM相当于2 个级联的半桥子模块,用于将10 kV交流电压转化成±10kV直流电压。

与传统的H桥级联型的三相PET,PET新型拓扑结构的优势:

减少高频变压器数量,有利于提高PET的功率密度,降低系统造价;

提高输出电压质量;

满足交直流配电网的需求;

新型PET拓扑结构可以引出共同的直流母线,一方面可以输出高质量的直流电,另一方面可以更好的适应交直流混合配电网的应用环境;

新型PET拓扑结构在±10KV直流侧发生故障时,通过闭锁输入级CDSM实现直流故障自清除。

PET控制及调制策略设计

输入级C-MMC控制采用直接电流控制方式,控制器为双环控制结构;调制策略采用最*电*逼*调制(nearest level modulation, NLM)

隔离级DC-DC变换器的控制常用的方法有(1):占空比控制;(2):通过开环控制将输入级得到的直流电压变换为占空比为50%的高频方波。

输出级DC/AC模块采用三相四线制逆变器结构,控制策略采用双闭环控制,电压外环采用比例谐振(proportional resonant,PR控制),电流内环采用PI控制;DC/DC模块采用Buck-Boost电路,控制方式主要由电压模式控制和电流模式控制,本次采用电流模式控制策略。

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