[發明專利]一種MMC型VSC-HVDC系統預充電的控制方法

無效

• 申請號: 201310128664.1
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN103337969A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 姜燕;胡敬偉;黃守道;王輝;羅德榮;高劍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 李傳中

技術領域

本發明涉及電力電子領域，尤其涉及一種MMC型VSC-HVDC系統預充電的控制方法。

背景技術

目前已投入運行的VSC-HVDC系統大多采用兩電平或者三電平的形式，結構和控制相對簡單，但是存在串聯器件難以均壓和開關損耗較大等問題。MMC自提出以來就日受青睞，因其具備模塊化和易擴展等特點，可有效實現高電壓大功率等級下電能變換。

作為MMC-HVDC系統正常運行的前提，啟動是一個復雜的暫態過程。啟動的主要目標是通過一定的控制策略建立起子模塊和直流側的額定電壓，其實質就是換流器電容的預充電。

載波移相調制(carrier?phase?shifted?modulation，CPSM)因其算法簡便、可靠性高、控制效果好而被廣泛應用在多電平換流器的控制中，該技術能夠在較低的器件開關頻率下實現較好的調制效果，并具有良好的諧波特性。

目前，對MMC型VSC-HVDC系統啟動的研究尚比較少，控制方法也不夠完善。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明提出了一種速度快、精度高、能夠抑制過電壓和過電流的MMC型VSC-HVDC系統預充電的控制方法，并實現了電流的解耦控制。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種MMC型VSC-HVDC系統預充電的控制方法，其中，所述系統硬件結構包括聯結變壓器、限流電阻、濾波器、交流斷路器、電壓源換流器、相電抗器、控制裝置、保護裝置；每個換流器由六個橋臂組成，每個橋臂由若干個子模塊組成，每個子模塊由兩個IGBT、兩個DIODE、一個儲能電容組成；檢測電路將實時電壓和電流信號傳給控制電路，控制電路按照設定的控制策略將PWM信號傳給驅動電路，驅動電路與所有IGBT相連，控制子模塊的投入和切除，其特征在于，所述MMC型VSC-HVDC系統預充電的控制方法包括以下步驟：

（a）綜合考慮變壓器、電抗器、限流電阻、MMC等裝置的額定電流和系統的容量，確定交流側最小限流電阻的數值，確定電阻的表達式為：

Rmin=U2-Imax2[2ω(L+Leq)-n2ωC]22Imax-Req]]>

其中，U為交流系統線電壓幅值，ω為交流系統角頻率，n為橋臂子模塊數，C為子模塊中電容值，Imax為系統最大相電流；

（b）檢測交流側三相電流ia、ib、ic，通過坐標變換得到系統電流在兩相同步旋轉坐標系下的數值id、iq，并使得id為0，同時檢測各子模塊中電容的電壓uc；

（c）電容電壓設定值ucref不是其額定值，而是隨時間變化的函數，隨著時間的推進，電容電壓參考值逐步抬升，電容電壓設定值ucref表達式為：

ucref=k1×t+k2]]>

其中，k1為電容電壓參考值上升斜率，k2為電容電壓參考值初值；