(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211383954.6 (22)申请日 2022.11.07 (71)申请人 国网智能电网研究院有限公司 地址 102209 北京市昌平区未来科技城 滨 河大道18号 (72)发明人 韩乃峥　孔明　刘亚丽　袁艺嘉　 林志光　苏鹏飞　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 甄蒙蒙 (51)Int.Cl. H02M 7/483(2007.01) H02M 7/5387(2007.01) H02M 1/32(2007.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 光伏并网系统、 光伏换流器的子模块均衡控 制方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种光伏并网系统、 光伏换流器 的子模块均衡控制方法及系统， 该方法包括： 采 集光伏换流器各子模块电容电压， 计算光伏换流 器所有子模块电容电压的不均衡度； 当不均衡度 超过预设限值时， 采集光伏换流器各相桥臂电流 和光伏换流器各子模块输入电流， 建立含注入环 流的子模块电容电压的不均衡度表达式； 以注入 环流后的不均衡度最小为目标， 在桥臂电流不超 过额定电流的约束下， 寻找最佳的注入环流的幅 值和相位； 计算注入环流值和环 流实际值的偏差 量， 经PR控制环节后生成调制波调整量； 将调制 波调整量叠加到原调制波上， 生成触发信号， 根 据触发信号均衡光伏换流器的子模块电容电压。 通过实施本发 明， 降低子模块电容电压的不均衡 程度。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 115498909 A 2022.12.20 CN 115498909 A 1.一种光伏换流器的子模块均衡控制方法， 其特 征在于， 包括： 采集光伏换流器各子模块电容电压， 根据不均衡度计算公式计算光伏换流器所有子模 块电容电压的不均衡度； 判断所述不均衡度是否超过预设限值， 当所述不均衡度超过所述预设限值时， 采集光 伏换流器各相桥臂电流和光伏换流器各子模块输入电流， 建立含注入环流的子模块电容电 压的不均衡度表达式； 以注入环流后的不均衡度最小为目标， 在桥臂电流不超过额定电流的约束下， 进行全 局优化， 寻找最佳的注入环流的幅值和相位； 计算注入环流 值和环流实际值的偏差量， 经PR控制环 节后生成调制波调整量； 将调制波调 整量叠加到原调制波上， 输入到光伏换流器的阀控中， 生成触发信号， 根据 所述触发信号均衡光伏换流器的子模块电容电压 。 2.根据权利要求1所述的光伏换流器的子模块均衡控制方法， 其特征在于， 所述采集光 伏换流器各桥臂电流和光伏换流器各子模块输入电流， 建立含注入环流的子模块电容电压 的不均衡度表达式， 包括： 采集光伏换流器各相桥臂电流， 并对所有相桥臂电流进行傅里叶分析提取出各次电 流； 将所有相桥臂电流均注入二倍频和四倍频环流， 计算由每相桥臂电流形成的上下桥臂 的子模块电容充放电 电流； 采集光伏换流器各子模块输入电流， 将光伏换流器各子模块输入电流及每相桥臂电流 形成的上下桥臂的子模块电容充放电电流进 行不定积分函数计算， 得到每相上下桥臂中任 一子模块电容电压； 将所有子模块电容电压带入不均衡度计算公式， 建立含注入环流的子模块电容电压的 不均衡度表达式。 3.根据权利要求1所述的光伏换流器的子模块均衡控制方法， 其特征在于， 所述不均衡 度计算公式如下： 其中， UCmax为最大的子模块电容电压值， UCmin为最小的子模块电容电压值， UCN为子模块 电容电压额定值。 4.根据权利要求2所述的光伏换流器的子模块均衡控制方法， 其特征在于， 通过如下公 式计算由A相桥臂电流形成的上桥臂的子模块电容充放电 电流：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115498909 A 2其中， iC_Au为A相桥臂电流形成的上桥臂的子模块电容充放电电流， FAu为A相上桥臂开 关函数， iarm_Au_inj为注入二倍频和四倍频环流后， A相上桥臂电流， Idc_Au为A相上桥臂电流的 直流分量， I1_Au为A相上桥臂电流的基频分量幅值， m为电压调制比， θA为A相电压初相角， θ1_Au为对应的初相角， I2_Au为A相上桥臂电流的二倍频分量幅值， θ2_Au为对应的初相角， Iinj2_A为A相桥臂注入二倍频环流的幅值， θinj2_A为对应的初相角， Iinj4_A为A相桥臂注入四倍 频环流的幅值， θinj4_A为对应的初相角。 5.一种光伏并网系统， 其特征在于， 包括： 多组光伏阵列、 多路直流汇集线路、 多个光伏 换流器、 多路交流电缆、 升压变压器， 其中， 所述光伏阵列与所述光伏换流器、 所述交流电缆 一一对应设置， 每组所述 光伏阵列对应设置多路直 流汇集线路； 每组所述 光伏阵列输出的直 流电通过多路所述 直流汇集线路后送入所述 光伏换流器； 所述光伏换流器采用权利要求1 ‑4任一项所述的光伏换流器的子模块均衡控制方法对 所述光伏换流器的子模块电容电压进行均衡调节， 并输出交流电； 所述交流电通过 所述交流电缆输送至 升压变压器进行升 压调节， 后汇入电网。 6.根据权利要求5所述的光伏并网系统， 其特征在于， 所述光伏换流器为基于MMC的光 伏换流器， 或者 为基于级联H桥拓扑的光伏换流器。 7.根据权利要求6所述的光伏并网系统， 其特征在于， 所述基于MMC的光伏换流器子模 块包括前级M MC子模块和后级DC ‑DC变换器。 8.一种光伏换流器的子模块均衡控制系统， 其特 征在于， 包括： 采集模块， 用于采集光伏换流器各子模块电容电压， 根据不均衡度计算公式计算光伏 换流器所有子模块电容电压的不均衡度； 构建模块， 用于判断所述不均衡度是否超过预设限值， 当所述不均衡度超过所述预设 限值时， 采集光伏换流器各相桥臂电流和光伏换流器各子模块输入电流， 建立含注入环流 的子模块电容电压的不均衡度表达式； 寻优模块， 用于以注入环流后的不均衡度最小为目标， 在桥臂电流不超过额定电流的 约束下， 进行全局优化， 寻找最佳的注入环流的幅值和相位； 调制模块， 用于计算注入环流值和环流实际值的偏差量， 经PR控制环节后生成调制波 调整量； 均衡模块， 用于将调制波调整量叠加到原调制波上， 输入到光伏换流器的阀控中， 生成 触发信号， 根据所述触发信号均衡光伏换流器的子模块电容电压 。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指 令， 所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1 ‑4任一所述的光伏换流器的子模权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115498909 A 3