[發明專利]一種模塊化多電平換流器直流諧波抑制方法

有效

• 申請號: 201710593536.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107196540B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 段銳敏;崔康生;文俊;郭成;彭俊臻;李勝男;邢超;和鵬
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請公開一種模塊化多電平換流器直流諧波抑制方法，包括獲取三相橋臂的環流測量值；根據環流測量值得到直流諧波電流；根據直流諧波電流確定諧波數值最高的諧波電流頻次；將直流諧波電流構造成諧波數值最高的諧波電流頻次下的三相對稱信號；將三相對稱信號變換到諧波數值最高諧波電流頻次的同步旋轉坐標系下，計算直流諧波補償電動勢；將直流諧波補償電動勢變換到三相靜止坐標系，疊加到各相上下橋臂等效電動勢參考值中，實現對模塊化多電平換流器直流諧波的抑制。本申請實施例不僅可以抑制模塊化多電平換流器注入直流系統的諧波，還能補償模塊化多電平換流器直流系統中的背景諧波，因此，能夠有效降低模塊化多電平換流器直流系統的諧波水平。

技術領域

本申請涉及電力系統柔性輸配電技術領域，特別涉及一種模塊化多電平換流器直流諧波抑制方法。

背景技術

模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)是一種新型電壓源換流器，采用子模塊級聯方式構成每一個橋臂。相比于傳統兩電平或三電平電壓源換流器，MMC避免了功率器件直接串聯構成橋臂，難以滿足靜態和動態均壓要求的難題；MMC可方便地調整子模塊級聯數目以達到提高電壓和輸出功率的目的；對于高壓大容量MMC，由于采用的級聯子模塊數目很多，輸出的電壓階梯波已非常逼近正弦波，因此輸出電壓諧波很小，不需要安裝濾波器。由于以上優勢，MMC已成為柔性直流輸電(VSC-HVDC)技術的最佳選擇，基于MMC的高壓直流輸電(MMC-HVDC)也已成為高壓直流輸電領域的重要發展方向。

MMC為三相橋式電路結構，采用最近電平逼近的控制方式。正常運行時，MMC的各橋臂存在能量波動，使三相橋臂間出現環流電流，環流電流以負序2倍頻分量為主。負序2倍頻環流的存在使橋臂電流產生畸變，增大了橋臂電流的峰值，從而提高了功率開關器件的容量要求。三相橋臂對稱時，負序2倍頻環流只在三相橋臂內部流動，不會流向MMC的交直流兩側系統。而當三相橋臂不對稱或交流系統三相不對稱時，環流中不僅有負序2倍頻諧波電流，而且還包含其他頻率的諧波電流分量。那些具有零序特性的諧波電流分量既在橋臂中流動，同時還流向MMC的交直流兩側系統，從而對電網及直流系統產生諧波危害。另一方面，在與MMC相連的直流系統中，可能存在對側MMC注入的諧波以及臨近交流線路感應的諧波電流，這些諧波電流流入MMC的各個橋臂，將產生與環流相同的危害。

發明內容

本申請的目的在于提供一種模塊化多電平換流器直流諧波抑制方法，以解決對電網及直流系統產生諧波危害的問題。

根據本申請的實施例，提供了一種模塊化多電平換流器直流諧波抑制方法，包括以下步驟：

獲取三相橋臂的環流測量值；

根據所述三相橋臂的環流測量值得到直流諧波電流；

根據所述直流諧波電流確定諧波數值最高的諧波電流頻次；

將所述直流諧波電流構造成所述諧波數值最高的諧波電流頻次下的三相對稱信號；

將所述三相對稱信號變換到所述諧波數值最高的諧波電流頻次的同步旋轉坐標系下，根據所述直流諧波電流計算直流諧波補償電動勢；

將所述直流諧波補償電動勢變換到三相靜止坐標系，疊加到各相上下橋臂等效電動勢參考值中，實現對模塊化多電平換流器直流諧波的抑制。

可選地，所述根據三相橋臂的環流測量值得到直流諧波電流的步驟中，所述直流諧波電流的計算公式為：

i_dch＝i_acir+i_bcir+i_ccir

其中，i_acir、i_bcir、i_ccir分別為流經a、b、c三相橋臂的環流測量值。