[發明專利]一種MMC柔性直流系統

有效

• 申請號: 201410476527.1
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104267615B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 歐開健;蔡澤祥;管霖;郭海平;楊歡歡
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及模塊化多電平(MMC)柔性直流輸電技術領域，尤其是指一種MMC柔性直流系統。

背景技術

模塊化多電平(MMC)柔性直流輸電技術是當前國內外大功率電力電子研究領域重點和難點之一。其采用可控關斷型電力電子器件，既可以實現有功功率和無功功率的獨立控制，又能向無源系統供電。在潮流反轉時，直流電流方向反轉而直流電壓極性不變，且換流器之間無需通信，有利于構成既能方便地控制潮流又有較高可靠性的并聯多端直流輸電系統，具有廣闊的應用前景。

對柔性直流系統進行仿真分析，傳統的方法是采用基于等比例縮小簡化的動態模擬技術，但其具有費用高、建設周期長、靈活性差等缺點。實時數字仿真技術可有效克服以上缺點，在電力系統的規劃、設計、試驗和運行過程日益發揮著更加重要的作用。實時仿真數字中，典型仿真步長是50～80微秒，這對常規電力系統電磁暫態仿真分析已經足夠，而對于MMC柔性直流系統，其子模塊開關頻率非常高，如果采用傳統實時數字仿真方法，而每次子模塊開關狀態變化后，實時數字仿真都需要重新對導納矩陣進行求逆，需要耗費很大的計算時間，因此無法將實時仿真步長降低至所需的小于幾微秒，從而無法對MMC柔性直流系統進行精確仿真。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種準確有效、方便靈活的MMC柔性直流系統。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種MMC柔性直流系統，包括有第一換流站、第二換流站和直流線路，所述第一換流站與第二換流站之間通過直流線路連接；其中，所述第一換流站和第二換流站均包括有交流系統、主斷路器、變壓器以及多個橋臂；所述交流系統、主斷路器、變壓器依次串聯連接；每兩個橋臂串聯為一相，共有三相，每相之間并聯連接后再和所述變壓器串聯連接；每個橋臂均包括有串聯連接的橋臂電抗和閥組，每個閥組均包括有多個子模塊，在開路狀態時，所述子模塊等效為電阻與電容的串聯電路，而在短路狀態時，所述子模塊等效為電感電路。

所述電阻、電容和電感的取值，根據下列公式求得：

L=2(ΔT·F)v/i]]>

C＝(ΔT·F)²/2

R=2LΔT+ΔT2C]]>

式中，ΔT為仿真步長；δ為阻尼因子；v為子模塊額定電壓，i為子模塊額定電流；

其中，上述電阻、電容和電感取值的計算公式，是根據以下兩個約束條件得出：

1)開路導納G_oc和短路導納G_sc保持相等；

2)開路時電阻電容回路中電容的放電能量Cv²與短路時電感的充電能量Li²/2保持相等。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

當子模塊在開路狀態時，用電阻與電容的串聯電路代替；當子模塊在短路狀態時，用電感電路代替，只要保證電阻、電容和電感采用以上取值，則每次子模塊開關狀態變化后，實時數字仿真無需重新對導納矩陣進行求逆，可節約大量計算時間，將實時仿真步長降低至所需的小于幾微秒，從而實現對MMC柔性直流系統的精確仿真。

附圖說明

圖1為本發明所述MMC柔性直流系統的結構框圖。

圖2為本發明所述第一換流站和第二換流站的結構示意圖。

圖3為圖2的等值電路示意圖。

圖4為本發明所述子模塊在開路狀態時的等效電路和等值電路示意圖。

圖5為本發明所述子模塊在短路狀態時的等效電路和等值電路示意圖。

具體實施方式