【《直流配电网的结构与控制综述》6200字】

)（2）子模块电容电压平衡控制由式（1.9）可以看出在最近电平逼近调制时需要用到子模块电容电压，而考虑到电容充放电等因素，其实际上是不断变化的，在实际应用中，一般采用其额定值，即，因此为使系统能稳定运行，子模块电容电压应尽可能地接近，要求电容电压波动小，且各子模块电容电压的离散度即不平衡度要小。最近电平逼近调制中，大多数时刻桥臂导通的子模块数小于其总数N，因此N个子模块中选择个投入运行存在一定的自由度，子模块电容电压平衡控制即利用此自由度，调节电容充放电时间，实现电容电压的动态平衡。在实际运行中，一般通过一定的排序方式来实现子模块的选择，本部分将简要介绍三种典型的选择策略：完全排序与整体投入、按状态排序与增量投切、采用保持因子排序与整体投入。=1\*GB3①基于完全排序与整体投入的电容电压平衡策略该控制策略以桥臂为单位对子模块投切进行控制，其实现方法如下：1）监测桥臂子模块电容电压值，并对其排序。2）监测桥臂电流方向，判断电流对投入子模块的充放电情况（电流大于0，子模块电容被充电；小于0，子模块电容放电）。3）在实施控制时，如果电流对子模块充电，则按照子模块电容电压由高到低的顺序投入个子模块，并切除其余子模块；如果电流使子模块放电，则按照子模块电容电压由低到高的顺序投入个子模块，并切除其余子模块。上述平衡策略的实施过程如图2-15所示。基于“完全排序与整体投入”的电容电压平衡策略该策略能够快速将桥臂电流承载的电荷均匀分配到各子模块电容上，使各子模块电容电压基本保持一致。但该策略没有设定前提条件，即使在子模块电压偏差不大及子模块投入数目未发生改变时，在每个控制周期内排序算法仍会起作用，增大了器件开关频率，增加了换流器的开关损耗。=2\*GB3②基于按状态排序与增量投切的电容电压平衡策略该策略仅对需要投切的增量子模块进行操作，实现方法如下：1）计算此时刻电压不平衡度，若其超过预先设定的阈值，则此时电容电压差异过大，则需采用基于“完全排序与整体投入”的电容电压平衡策略，若小于阈值，则按下述步骤进行子模块投切。2）计算当前时刻与上一时刻需投入子模块的数量差异，得到子模块投入增量。如果=0，则子模块投入总数不变，此刻保持触发脉冲不变，不进行投切操作。如果>0，则应多投入个子模块，此刻在未投入的个子模块中，依据完全排序的原则投入个子模块。如果<0，则应多切除个子模块，此刻在已投入的个子模块中，依据完全排序的原则切除个子模块。上述平衡策略的实施过程如图2-16所示。基于“按状态排序与增量投切”的电容电压平衡策略该策略仅对需要投切的增量子模块进行电容电压大小排序，避免了不必要的开关动作，降低了开关损耗。=3\*GB3③基于采用保持因子排序与整体投入的电容电压平衡策略为降低开关频率，减少开关损耗，有学者对基于“完全排序与整体投入”的电容电压平衡策略进行了改进，在电容电压额定值附近设定了上下限值，将控制重点放在电压越限的子模块上，提出了基于“采用保持因子排序与整体投入”的电容电压平衡策略，其实现方法如下：1）当桥臂电流对子模块充电时，下一次控制时应投入电压较低的子模块，将处于切除状态且电压高于电压下限的子模块电容电压乘以系数（即保持因子，其略大于1）后再进行排序。2）当桥臂电流使子模块放电时，下一次控制时应投入电压较高的子模块，将处于切除状态且电压高于电压上限的子模块电容电压乘以系数后再进行排序。上述平衡策略的实施过程如图2-17所示。基于“采用保持因子