[發明專利]基于與或邏輯的識別HBSM-MMC內部短路故障的方法

有效

• 申請號: 201710958904.9
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107748313B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 鄭濤;張滋行;李躍;祁歡歡
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;全球能源互聯網研究院
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種基于“與”、“或”邏輯的識別HBSM?MMC內部短路故障方法，所述方法包括以下步驟：(1)監測第n個HBSM的狀態S_n；(2)監測第n個HBSM的電容電壓u_cn，計算其電容電流i_cn；(3)計算n個HBSM的電容電流與橋臂電流的比值λ_n；(4)定義門檻值K，當λ_n≥K時，記β_n＝1；當λ_n<K時，記β_n＝0；(5)當S_n＝1時，令S_n和β_n進行“與”，用“*”表示“與”，并定義ρ_n1＝S_n*β_n；當S_n＝0時，令S_n和β_n進行“或”，用“+”表示“或”，并定義ρ_n2＝S_n+β_n，ρ_n1＝ρ_n2＝0，說明第n個HBSM內部未發生短路故障。本發明采用的計算方法簡便，計算結果形式簡單，僅有0和1兩種形式，可以實現快速、精確、使用更少參數來對HBSM?MMC中故障進行識別及定位。

技術領域

本發明屬于HBSM-MMC本體內部保護配置技術領域，具體涉及一種基于“與”、“或”邏輯的識別HBSM-MMC內部短路故障的方法。

背景技術

模塊化多電平換流器(Modular Multilevel converter，MMC)是基于電壓源換流器直流輸電(Voltage-sourced converter based HVDC，VSC-HVDC) 的新型拓撲結構。隨著絕緣柵雙極型晶閘管(Insulated Gate bipolar transisitor，IGBT)等電力電子器件的快速發展，MMC在全世界范圍內得到了越來越廣泛的應用。與傳統的兩電平或三電平VSC拓撲結構相比，MMC可以降低器件開關頻率，減小器件的電壓變化率和電流變化率，進而降低器件的損耗和均壓難度。

子模塊是MMC拓撲中最關鍵的部件，它不僅承擔了兩電平換流器直流側電容支撐直流電壓的作用，而且通過子模塊中全控器件的開關決定了換流器交流側輸出電壓的波形質量，可以說子模塊是MMC中的“功率單元”。Rainer Marquardt在2010和2011年的兩次電力電子會議上提出了廣義MMC的概念，將子模塊分為半橋子模塊(Half Bridge Sub-module，HBSM)、全橋子模塊(Full Bridge Sub-module，FBSM)和雙箝位子模塊(Clamping DoubleSub-module， CDSM)。其中基于半橋子模塊HBSM的MMC(簡稱HBSM-MMC)在工程實際中最為常用，故本發明主要研究HBSM-MMC中短路故障的情況。

HBSM-MMC中短路的發生會使橋臂產生較大的換流，影響系統正常運行，因此快速、準確識別及定位HBSM-MMC中的短路故障、并啟動相應的保護是非常有必要的。