一种基于子模块投入优先级的模块化多电平换流器电容电压均衡控制策略

针对传统排序均压策略应用于高电平数模块化多电平换流器时存在计算量大、功率器件开关频率高等问题,提出一种基于子模块投入优先级的新型均压策略。该策略引入"电压容许分布带"来约束电容电压的波动范围,无需对子模块电压排序。分别将上一控制周期投入和切除的子模块电压值与分布带上下限比较,以确定各子模块在当前控制周期的投入优先级,并按优先级由高到低的顺序重新排列形成优先投入子模块序号向量,再根据投入子模块数指令值选取该向量最前面相应数量的子模块投入。接着分析各投入优先级间的子模块数量约束关系,给出电压离散度阈值上下限的确定依据,并讨论所提均压策略对混合型MMC的适应性。基于MATLAB/Simulink的仿真结果表明,所提均压策略不论在稳态还是暂态过程,都能保证较高的电容电压一致性并显著降低功率器件的开关频率,具有较好的稳态和动态性能。