[發明專利]MMC換流站諧波單向傳遞特性分析方法

有效

• 申請號: 201611021262.1
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106569039B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 陳繼開;孫川;李國慶;王振浩;辛業春;李揚;王鶴
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國網遼寧省電力公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R27/28
• 分類號: G01R27/28
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

1.一種MMC換流站諧波單向傳遞特性分析方法，其特征在于：其步驟是：

步驟一、搭建MMC換流站控制系統仿真模型，在換流站直流側正極母線添加一系列小擾動電流測試激勵源：△i_{dc_p}＝i_fsin(wt)；式中添加激勵源的頻率范圍在0～300Hz之間，i_f的小大范圍為小于2％的直流側正極母線電流；

步驟二、對所搭建的模型進行仿真，檢測所需研究的量，具體包括換流站直流端口處正極母線電流i_{dc_p}、負極母線電流i_{dc_n}和交流端口處電流i_ac，提取穩態過程中的幅值和相位信息；

步驟三、運用相關度指標，對直流側正負極母線電流進行分析,設任意兩電流信號i₁(wt)與i₂(wt),兩信號的相關度指標ρ為:

其中,T為對信號進行考察的時間段,一般可取為待分析信號的一周期，分析式(1)可知:相關度指標越大,表示2個信號相似度越高，ρ的取值范圍為：0≤ρ≤100，當ρ＝0時,2個信號相似度最低；當ρ＝100時,2個信號相似最高,即波形全一致；

根據任意兩電流信號i₁(wt)與i₂(wt)的相關度ρ，表1 MMC換流站直流側正負極母線電流相關度信息；設定ρ的門檻值ρ_set為99.99,當測得的換流站直流側正負極母線諧波電流的相似度ρ≤ρ_set時，進行步驟四操作；

表1為MMC換流站直流側正負極母線電流相關度信息

步驟四、從能量泄露的角度，分析諧波從直流側到交流側傳遞能量的大?。挥脤l率諧波信號的幅值變化量來表示諧波能量的變化，即

式(2)中，As為小擾動電流測試激勵源的幅值，Av為換流站交流側檢測到的對應諧波的幅值；

步驟五，將采樣點按順序排列并命名為K1、K2、…Kn，求得相鄰兩點的斜率K12、K23、…K(n-1)n,把相鄰三個采樣點的能量傳遞效率值作為一組數據窗口，找到極值點和所有拐點；

步驟五一、若K12與K23同號，則采樣點K1、K2、K3中沒有極值點；若K12與K23異號，則采樣點K2為近似極值點；

步驟五二、將數據窗口向后移一位，此時數據窗口內的采樣點為K2、K3、K4；近似極值判斷的方法同步驟五一；

若K23、K34同號，則

當|K12|<|K23|時，如果|K34|<|K23|,那么K3為拐點；

當|K12|>|K23|時，如果|K34|>|K23|,那么K3為拐點；

步驟五三、重復步驟五二，找到所有拐點；

步驟六、根據步驟五找到的近似極值點和拐點，進一步確定諧波能量傳遞效率的精確極值點，繼而確定諧波能量傳遞效率函數的頻率分段區間；

步驟六一，根據近似極值點和拐點，以相鄰的近似極值點和拐點確定頻率分段區間(a,b)；

步驟六二，求區間(a,b)的中點頻率c；

步驟六三，采樣得到頻率c諧波信號的能量傳遞效率l(c),

(1)若能量傳遞效率l(a)>l(b)，則

當l(c)>l(a)且|l(c)-l(a)|<0.01時，確定頻率c為(a,b)之間的一個精確極值點，否則重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

當l(c)<l(b)且|l(c)-l(b)|<0.01時，確定頻率c為(a,b)之間的一個精確極值點,否則重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

當l(a)>l(c)>l(b)時，重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

(2)若能量傳遞效率l(a)<l(b)，則

當l(c)<l(a)時|l(c)-l(a)|<0.01時，確定頻率c為(a,b)之間的一個精確極值點,否則重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

當l(c)>l(b)時|l(c)-l(b)|<0.01時，確定頻率c為(a,b)之間的一個精確極值點，否則重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

當l(a)<l(c)<l(b)時，重新確定頻率分段區間(a,c)、(c,b)，重復步驟六二、步驟六三；

步驟六四、根據步驟六一、步驟六二、步驟六三獲得的精確極值點和步驟五獲得的拐點，確定頻率分段區間；

步驟七、利用最小二乘法原理，得到諧波能量傳遞效率函數的分段擬合曲線，諧波能量傳遞效率的數學模型為：

頻率x的范圍為0～25Hz時，

f(x)＝p1*x³+p2*x²+p3*x+p4

其中，p1＝-2.318×10^-5，p2＝-0.0001257，p3＝0.01155，p4＝0.8116；

當頻率x的范圍為26～60Hz時，

f(x)＝p1*x⁵+p2*x⁴+p3*x³+p4*x²+p5*x+p6

其中，p1＝-1.736×10^-7，p2＝3.793×10^-5，p3＝-0.003281，p4＝0.1401，p5＝-2.935，p6＝24.73；

當頻率x的范圍為61～100Hz時，

f(x)＝p1*x⁸+p2*x⁷+p3*x⁶+p4*x⁵+p5*x⁴+p6*x³+p7*x²+p8*x+p9

其中，p1＝-4.674×10^-11，p2＝3.051×10^-8，p3＝-8.86×10^-6，p4＝0.001409，p5＝-0.1423，p6＝9.172，p7＝-368.2，p8＝8420，p9＝-8.394×10⁴；

當頻率x的范圍為101～300Hz時，

f(x)＝p1*x+p2

其中，p1＝4.691×10^-5，p2＝0.9882。