基于MMC的规模化电动汽车集群系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种基于MMC的规模化电动汽车集群系统及其控制方法，其特征是三个由电抗器、H桥模块和子模块构成的相单元经过LC滤波器连接于交流电网作为基于MMC的规模化电动汽车集群系统的拓扑结构，通过各电动汽车初始荷电状态、用户设定停留时间和期望荷电状态计算虚拟荷电状态，按照虚拟荷电状态排序确定各载波信号产生的驱动信号驱动对应的电动汽车所在子模块，实现连接于子模块的电动汽车充放电功率按用户需求差异化控制，并且在电网侧实现三相功率平衡和单位功率因数控制。本发明集成程度高、模块化程度高、效率高、谐波畸变小、开关损耗低，容错能力强、各相桥臂内子模块可实现独立控制。

主权项

基于MMC的规模化电动汽车集群系统，其特征是：三个相单元分别经过LC滤波器连接到交流侧电网，所述相单元由上下两个桥臂单元构成，所述桥臂单元由一个电抗器La、一个H桥模块和n个相同的子模块串联组成；所述H桥模块是由四个带有反并联二极管的全控功率器件SH1、SH2、SH3、SH4和电容器C组成，其中全控功率器件SH1和全控功率器件SH2的集电极相连接于直流电源正极，全控功率器件SH3和全控功率器件SH4的发射极相连接于直流电源负极，全控功率器件SH1发射极与全控功率器件SH3集电极相连并连接在电容器C的一端作为H桥模块的正端子，全控功率器件SH2发射极与全控功率器件SH4集电极相连并连接在电容器C的另一端作为H桥模块的负端子；所述H桥模块以全控功率器件的栅极接受来自外部设备的驱动信号，实现通断；所述子模块是由带有反并联二极管的全控功率器件S1、S2和一个电动汽车直流充电接口组成；其中，全控功率器件S1的集电极与电动汽车直流充电接口的正极相连，全控功率器件S1的发射极与全控功率器件S2的集电极相连作为子模块的正端子，全控功率器件S2的发射极与电动汽车直流充电接口的负极相连作为子模块的负端子，全控功率器件S1和S2的栅极分别接受来自外部设备的外部驱动信号作为子模块驱动信号，实现子模块通断；所述全控功率器件S1和S2的外部驱动信号互补；所述子模块的工作方式为：控制所述全控功率器件S1为导通、全控功率器件S2为关断，电动汽车被接入桥臂单元，实现电动汽车的投入；控制所述全控功率器件S1为关断、全控功率器件S2为导通，电动汽车从桥臂单元被旁路，实现电动汽车的切除；通过控制每个桥臂单元中子模块的工作方式，可以控制电动汽车投入和切除的数量，实现对桥臂单元输出电压的控制；所述子模块驱动信号是根据载波分配调制策略对每个子模块进行SPWM调制获得。