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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明涉及多电平电力电子变换器技术领域，旨在提供一种避免电池微循环的储能型MMC拓扑及其控制方法。该拓扑结构由三相六个桥臂构成，以三相桥臂公共点作为直流端口，以上下桥臂中点作为交流端口，分别用于接入直流系统和交流系统；所述每个桥臂均由一个桥臂电感和N个结构相同的储能子模块串联组成；在储能子模块中，包含半桥功率模块、电池储能模块和位于两者之间的接口装置；该接口装置包含一组反并联的晶闸管，该组反并联晶闸管串联在电池储能模块和半桥功率模块电容间的直流线缆上。本发明能根据系统运行参数判断储能电池的工作模式，按需投切储能电池，避免了电池微循环问题，减少电池寿命损失，降低储能系统全寿命周期成本。

主权项：1.一种避免电池微循环的储能型MMC拓扑，其特征在于，该拓扑结构由三相六个桥臂构成，每相包括上下两个桥臂；其中，以三相桥臂公共点作为直流端口，以上下桥臂中点作为交流端口，分别用于接入直流系统和交流系统；所述每个桥臂均由一个桥臂电感和N个结构相同的储能子模块串联组成，N≥2；在储能子模块中，包含半桥功率模块、电池储能模块和位于两者之间的接口装置；该接口装置包含一组反并联的晶闸管，该组反并联晶闸管串联在电池储能模块和半桥功率模块电容间的直流线缆上；所述反并联晶闸管中，第一晶闸管T1的阳极与电池储能模块的正极相接，第二晶闸管T2的阴极与电池储能模块的正极相接；当储能型MMC正常运行时，先根据运行参数判断系统当前的工作模式，然后对电池储能模块进行投切控制，具体包括：1若储能型MMC的系统交流侧功率和系统直流侧功率相等，则储能电池功率Pbat＝0，此时储能型MMC应为电池旁路模式；给定接口装置中两个反并联晶闸管的触发信号Spn_x1、Spn_x2均为0，将电池储能模块旁路；2若交流功率和直流功率不等，根据下式2计算工作标志值flag： 式中，Pdc为系统直流侧功率，Udc为直流母线电压，Um为交流母线电压幅值，Pac为系统交流侧功率；3若flag0，则储能型MMC应处于电池全周期投入模式；此时给定反并联晶闸管触发信号Spn_x1、Spn_x2均为1；4若flag≤0，则储能型MMC应处于电池部分周期投入模式，按下述方式判断并给定反并联晶闸管的触发信号：4.1根据公式1计算储能电池功率需求：Pbat＝Pac-Pdc1式中，Pbat为储能电池功率，Pac为系统交流侧功率，Pdc为系统直流侧功率；4.2若Pbat0，电池处于充电状态，应避免充电时有放电电流流入电池；此模式下给定第一晶闸管T1触发信号Spn_x1＝0，第二晶闸管T2触发信号由当前桥臂电流ipnx决定；若ipnx0，则Spn_x2＝1，若ipnx≤0，则Spn_x2＝0；4.3若Pbat0，电池处于放电状态，应避免放电时有充电电流流入电池，此模式下给定第二晶闸管T2触发信号Spn_x2＝0，第一晶闸管T1触发信号由当前桥臂电流ipnx决定，若ipnx0，则Spn_x2＝1，若ipnx≥0，则Spn_x1＝0。

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