[發明專利]一種混合型MMC不間斷運行的控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201711338496.3
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107834830B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 孫仕達;向往;饒宏;許樹楷;朱喆;黃潤鴻;林衛星;文勁宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/483;H02M7/5387;H02J3/26
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;廖盈春

本發明公開了一種混合型MMC不間斷運行的控制方法及控制系統，控制方法包括：獲取各相上、下橋臂交流輸出電壓參考值，獲取直流電壓參考值，獲取各相上、下橋臂負序二倍頻環流抑制參考電壓，獲取各相上、下橋臂零序環流補償電勢參考值，并生成驅動信號。控制系統包括交流電流控制裝置、直流電流控制裝置、負序環流抑制控制裝置、零序環流抑制控制裝置以及驅動信號合成裝置，分別用于獲取各相上、下橋臂交流輸出電壓參考值，直流電壓參考值，各相上、下橋臂負序二倍頻環流抑制參考電壓，各相上、下橋臂零序環流補償電勢參考值以及驅動信號。本發明可統一控制交流正、負序電流，抑制交流負序電流和橋臂零序環流，控制直流側電流，最終實現不間斷運行。

技術領域

本發明屬于電力系統輸配電技術領域，更具體地，涉及一種混合型MMC交流不對稱故障和直流故障不間斷運行的控制方法。

背景技術

模塊化多電平換流器(Modular multilevel converter，MMC)具有模塊化結構、易于拓展等優點，在柔性直流輸電領域得到了廣泛的應用。在各類MMC拓撲中，基于全橋型子模塊(Full bridge sub-module，FBSM)和半橋型子模塊(Half bridge sub-module，HBSM)的混合型MMC具有良好的控制特性，通過采用交、直流解耦控制方法，能夠在直流故障時不閉鎖開關器件IGBT、穿越直流故障，是一種具備應用前景的方案。

目前，對于混合型MMC的建模和控制策略均基于三相對稱電網，而交流電網發生不對稱故障的概率較大，針對電網電壓不對稱的運行工況，管敏淵等人在《電網故障時模塊化多電平換流器型高壓直流輸電系統的分析與控制》(高電壓技術,2013,39(5):1238-1245)中提出了一種基于dq坐標系的矢量控制方法，該方法利用正負序兩套PI控制器，在dq坐標系下分別對正序分量和負序分量進行解耦控制。歐朱建等人在《電網電壓不對稱工況下基于橋臂電流控制的模塊化多電平變換器控制策略》(中國電機工程學報,2009,29(00))中提出了一種基于橋臂電流控制的模塊化多電平變換器控制策略，采用分層控制，在abc坐標系下對橋臂進行直接控制。

但是，上述方案都只針對交流側的電氣量進行控制，控制結構存在缺陷，無法對直流側的電氣量進行控制；并且，上述方案都不具備直流故障處理能力，無法保證混合型MMC在交流不對稱故障和直流故障期間的不間斷運行。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提出了一種電網不對稱故障下混合型MMC不間斷運行的控制方法，其目的在于重新設計現有的混合型MMC的控制方法，使得正常運行以及交流不對稱故障期間，可以確保交直流電流、電壓維持在安全范圍內，從而實現混合型MMC的不間斷運行。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種混合型MMC不間斷運行的控制方法，包括如下步驟：

(1)通過交流電流控制獲取各相上、下橋臂交流輸出電壓參考值；

(2)通過直流電流控制獲取直流電壓參考值；

(3)測量各相上、下橋臂電流，對測量的各相上、下橋臂電流進行負序環流抑制控制，得到各相上、下橋臂負序二倍頻環流抑制參考電壓；

(4)通過零序環流抑制控制獲取各相上、下橋臂零序環流補償電勢參考值；

(5)將步驟(2)獲取到的直流電壓參考值，分別減去步驟(1)獲取到的各相上橋臂交流輸出電壓參考值，然后對應地減去步驟(3)獲取到的各相上橋臂負序二倍頻環流抑制參考電壓，最后對應地減去步驟(4)獲取到的各相上橋臂零序環流補償電勢參考值，得到各相上橋臂輸出電壓參考值；將步驟(2)獲取到的直流電壓參考值，分別減去步驟(1)獲取到的各相下橋臂交流輸出電壓參考值，然后對應地減去步驟(3)獲取到的各相下橋臂負序二倍頻環流抑制參考電壓，最后對應地減去步驟(4)獲取到的各相下橋臂零序環流補償電勢參考值，得到各相下橋臂輸出電壓參考值；