[發(fā)明專利]MMC換流站諧波單向傳遞特性分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611021262.1
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106569039B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳繼開;孫川;李國慶;王振浩;辛業(yè)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

一種ＭＭＣ換流站諧波單向傳遞特性分析方法，屬于換流器技術領域。本發(fā)明的目的是提供一種為下一步柔性直流系統(tǒng)故障對交流系統(tǒng)穩(wěn)定運行擾動程度研究提供技術支持的ＭＭＣ換流站諧波單向傳遞特性分析方法。本發(fā)明步驟是：搭建MMC換流站控制系統(tǒng)仿真模型；對所搭建的模型進行仿真，檢測所需研究的量；運用相關度指標，對直流側正負極母線電流進行分析；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小；求得相鄰兩點的斜率；找到的近似極值點和拐點；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。本發(fā)明可快速判斷出規(guī)定頻率范圍內任意諧波能量從直流側向交流側泄露的嚴重程度。

技術領域

本發(fā)明屬于換流器技術領域。

背景技術

由于換流器的非線性特性,交直流系統(tǒng)中不可避免地會產生諧波分量，柔性直流輸電系統(tǒng)設計時需要考慮直流側諧波對MMC換流站運行狀態(tài)的影響。在交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)中，由于交直流系統(tǒng)之間的相互影響，往往任意一側的擾動都可能導致系統(tǒng)的振蕩。而當直流側回路出現基波或二倍頻諧波擾動時，可能引發(fā)換流站出現過壓、過流等現象，嚴重時甚至導致設備損壞。因此必須充分研究換流站直流側擾動過程中換流站諧波的傳遞特性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種為下一步柔性直流系統(tǒng)故障對交流系統(tǒng)穩(wěn)定運行擾動程度研究提供技術支持的MMC換流站諧波單向傳遞特性分析方法。

本發(fā)明步驟是：

步驟一、搭建MMC換流站控制系統(tǒng)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：Δi_{dc_p}＝i_f sin(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(wěn)態(tài)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，對頻率范圍在0～100Hz內的諧波電流源進行等間隔采樣，采樣間隔為5Hz,對頻率范圍在100～300Hz內的諧波電流源進行等間隔采樣，采樣間隔為50Hz；表1MMC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 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小；用對應頻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為直流側所加諧波激勵源的幅值，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、…K(n-1)n，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；