一种降低模块化多电平换流器电容值的方法

摘要

本发明涉及一种可以降低模块化多电平换流器电容值的方法，属于电压源换流器技术领域和直流输电技术领域。本发明的方法通过将子模块电容电压直流分量运行值相对于子模块电容电压直流分量额定值适当降低一定的比例，同时维持桥臂级联子模块数目和子模块电容电压峰值不变，使子模块最大电容电压波动允许幅度增大。由于子模块最大电容电压波动允许幅度越大，所需的子模块电容就越小，因此可以使子模块可以选择较小的电容值。由于模块化多电平换流器中电容的成本和体积都在总体上占很大比例，因此本发明方法在降低模块化多电平换流器的成本和体积方面的效益都是非常显著的。

主权项

一种降低模块化多电平换流器电容值的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)设定模块化多电平换流器子模块电容电压直流分量额定值U_cap1和模块化多电平换流器子模块电容电压峰值最大允许值U_cmax；(2)根据模块化多电平换流器直流侧电压U_d，以及上述模块化多电平换流器子模块电容电压直流分量额定值U_cap1，计算模块化多电平换流器桥臂级联的子模块数目N，$N=\frac{U_d}{U_{\mathrm{cap}1}};$(3)设定子模块电容电压直流分量下降系数k，使k为大于0并且小于1的数值，根据上述桥臂级联的子模块数目N，计算模块化多电平换流器运行过程中上桥臂和下桥臂的子模块投入数量和为K，(4)根据上述子模块投入数量和K，以及模块化多电平换流器直流侧电压U_d，计算得到子模块电容电压直流分量运行值U_cap2，(5)根据上述模块化多电平换流器子模块电容电压直流分量运行值U_cap2，以及步骤(1)中的模块化多电平换流器子模块电容电压峰值最大允许值U_cmax，计算得到最大电容电压波动允许幅度ΔU_cap2，ΔU_cap2＝U_cmax‑U_cap2；(6)根据与模块化多电平换流器相连的电网三相线电压同步角频率ω₁、模块化多电平换流器交流侧输出电流最大有效值I_a以及模块化多电平换流器交流侧输出电流最大功率因数角并根据上述步骤(5)的最大电容电压波动允许幅度Δu_cap2计算子模块电容值C_d，$C_d=\frac{5\sqrt{2}{I}_a}{16{\omega }_1\Delta u_{\mathrm{cap}2}}.$