[發明專利]基于模塊化多電平變換器的輸出電壓正負極性反轉方法

有效

• 申請號: 201410360487.4
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104218808B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 姚良忠;蔡旭;朱淼;張建文;孫長江;丁杰;楊波;許曉慧;曹遠志;盧俊峰;李琰;陶以彬;李官軍;崔紅芬;王德順;周晨;劉歡;鄢盛馳;王志冰;孫蔚;胡金杭;馮鑫振;吳婧;朱紅保;李躍龍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;上海交通大學;江蘇省電力公司
• 主分類號: H02M3/315
• 分類號: H02M3/315
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種輸出電壓正負極性反轉方法，具體涉及一種基于模塊化多電平變換器的輸出電壓正負極性反轉方法。

背景技術

直流輸電中通過將點對點的高壓直流輸電線路擴展到多端并建立直流輸電電網，是實現大規模廣域直流輸配電的關鍵技術；與傳統交流輸電線路相同，直流電網也是采用DC-DC變換器實現不同高壓直流輸電網絡的互聯。

高壓直流輸電主要包括LCC-HVDC和VSC-HVDC；LCC-HVDC采用晶閘管器件相控變流器LCC在潮流反轉時電壓極性反轉、電流方向不變，VSC-HVDC中的電壓源型變流器潮流反轉時電壓極性不變、電流反向，VSC-HVDC與LCC-HVDC不能直接相連，從而影響了高壓直流輸電網落的建設。

因此需要提供一種能夠同時滿足LCC-HVDC和VSC-HVDC潮流反轉需求的接口DC-DC變換器；即VSC-HVDC潮流反轉時，接口DC-DC變換器VSC端口的電壓極性不變；VSC-HVDC潮流反轉時，接口DC-DC變換器LCC端口的電壓正負極性發生反轉。

發明內容

為了滿足現有技術的需要，本發明提供了一種基于模塊化多電平變換器的輸出電壓正負極性反轉方法，所述方法包括：

步驟1：構建模塊化多電平變換器模型；

步驟2：通過調整所述模塊化多電平變換器模型中橋臂電壓，實現輸出電壓正負極性反轉。

優選的，所述模塊化多電平變換器模型包括通過隔離變壓器相連的VSC側變流器和LCC側變流器；所述VSC側變流器通過VSC端口與高壓直流輸電網的電壓源換流器連接；所述LCC側變流器通過LCC端口與高壓直流輸電網的電網換相換流器連接；

優選的，所述步驟2中調整所述橋臂電壓包括：

步驟2-1：實時采集LCC側變流器中每相的上橋臂電壓u_iu和下橋臂電壓u_il，并獲取橋臂電壓波形圖；

步驟2-2：依據所述橋臂電壓波形圖將所述每相的上橋臂電壓u_iu和下橋臂電壓u_il分別調制為關于水平直線U＝U_N/2上下對稱的正弦波電壓，則LCC端口的輸出電壓U_LCC＝U_N；

步驟2-3：依據所述橋臂電壓波形圖將所述每相的上橋臂電壓u_iu和下橋臂電壓u_il分別調制為關于水平直線U＝-U_N/2上下對稱的正弦波電壓，則LCC端口的輸出電壓U_LCC＝-U_N；

優選的，所述LCC端口的輸出電壓U_LCC＝u_iu+u_il；所述LCC側變流器的交流側相電壓ui=uil-uiu2;]]>

優選的，將每相的上橋臂電壓和下橋臂電壓調制為對稱的正弦波電壓時每相橋臂中子模塊的投入個數為所述u_i為橋臂電壓值，所述u_Δ為橋臂中每個子模塊的電壓值；

優選的，所述LCC端口的直流電壓正負極性轉換包括極限反轉方式和降壓反轉方式；

所述極限反轉方式為直接控制LCC端口直流電壓極性反轉；

所述降壓反轉方式為通過控制LCC端口直流電壓逐步降低到零再逐步反向升高到負額定值的方式實現LCC端口直流電壓極性反轉。

與最接近的現有技術相比，本發明的優異效果是：

1、本發明技術方案中，通過調制橋臂電壓控制LCC端口輸出電壓極性可以實現LCC端口電壓的連續調節與急性反轉；

2、本發明技術方案中，采用極限反轉方式，響應速度，可以快速的功率方向反轉，可實現對LLC所接電網的緊急功率支援；

3、本發明技術方案中，采用降壓反轉方式，通過平滑連續地調節電壓可以降低電路中器件和線路的電流沖擊，保證系統可靠運行；