基于电压传感器复用的级联型变流器子模块电压测量方法与流程

技术特征：
1.基于电压传感器复用的级联型变流器的子模块电压测量电路，其特征在于，包括由m个子模块组成的一组级联子模块；一个电压传感器测量一组级联子模块的输出电压之和；所述m小于或等于级联型多电平变流器中子模块的个数。2.根据权利要求1所述的基于电压传感器复用的级联型变流器的子模块电压测量电路，其特征在于：在模块化多电平变流器应用中所述m的个数小于或等于桥臂子模块个数。3.根据权利要求1所述的基于电压传感器复用的级联型变流器的子模块电压测量电路，其特征在于：每个子模块有两个引出端，分别为上端和下端，两端之间的电压为子模块输出电压，同一组级联子模块中前一子模块的下端与后一子模块的上端相连，以此类推形成级联结构；同一组级联子模块中第一个子模块的上端连接电压传感器的正极测量端，最后一个子模块的下端连接电压传感器的负极测量端，以测量一组级联子模块的输出电压之和。4.基于电压传感器复用的级联型变流器的子模块电压测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：电压传感器检测每组级联子模块的输出电压之和，每组级联子模块均包含有m个子模块，所述m小于或等于级联型多电平变流器中子模块的个数，并且在模块化多电平变流器应用中所述m的个数小于或等于桥臂子模块的个数；步骤2：基于步骤1中电压传感器检测到的每组级联子模块的输出电压之和，结合子模块输出电压由子模块开关信号和电容电压值的乘积标识，得到如下数学建模：u
s
(t)＝s1(t)
×
u
cu1
(t) s2(t)
×
u
cu2
(t)
…
s
m
(t)
×
u
cum
(t)其中u
s
(t)表示电压传感器在t时刻的测量值；其中s
m
(t)表示第m个子模块在t时刻的开关信号；其中u
cum
(t)表示第m个子模块在t时刻的电容电压值；步骤3：电压传感器在不同时刻进行m次采样后，构造如下矩阵：其中u
s
(t
m
)表示电压传感器在t
m
时刻的测量值；其中s
m
(t
m
)表示第m个子模块在t
m
时刻的开关信号；其中u
cum
表示第m个子模块的电容电压；步骤4：基于步骤3中的矩阵进行计算，得到本组所有子模块的电容电压值。

技术总结
本发明属于级联型多电平变流器技术领域，尤其涉及基于电压传感器复用的级联型变流器子模块电压测量方法，由M个子模块组成的一组级联子模块；一组级联子模块的输出电压之和由一个电压传感器测量；M小于或等于级联型多电平变流器中子模块的个数；在MMC应用中所述M的个数小于或等于桥臂子模块个数。对基于级联多电平变流器的电压传感器复用技术进行数学建模，从物理过程中抽象出电压传感器复用测量法的理论数学模型；通过评估采样过程中所得开关矩阵是否满秩，判断电容电压矩阵是否有唯一解；通过构造开关矩阵，加快电容电压矩阵的求解速度，减小求解难度；通过合理选取传感器采样时刻，构造开关矩阵，由矩阵运算得出本组所有子模块的电容电压值。有子模块的电容电压值。有子模块的电容电压值。


技术研发人员：杨顺风 宋文胜 王海宇 冯晓云 高仕斌
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2021.07.28
技术公布日：2021/10/28