[實(shí)用新型]一種MMC的諧波電流抑制控制系統(tǒng)及控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720879331.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN206932005U
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張野;洪潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): H02J3/01
• 分類號(hào): H02J3/01
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MMC的諧波電流抑制控制系統(tǒng)及控制器。

背景技術(shù)

隨著南方電網(wǎng)西電東送規(guī)模的不斷擴(kuò)大，云南電網(wǎng)多回大容量直流與交流外送通道并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若發(fā)生云南外送直流極閉鎖組合故障，南方電網(wǎng)將面臨穩(wěn)定性破壞和大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。為化解上述風(fēng)險(xiǎn)，南方電網(wǎng)建設(shè)了魯西背靠背異步聯(lián)網(wǎng)工程，實(shí)現(xiàn)了云南電網(wǎng)與南網(wǎng)主網(wǎng)的異步聯(lián)網(wǎng)。異步聯(lián)網(wǎng)工程可以避免云南外送直流故障后大量功率轉(zhuǎn)移到交流通道而引發(fā)的系統(tǒng)功角失穩(wěn)問題，降低了電網(wǎng)大面積停電風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了大電網(wǎng)的可控性。

云南異步聯(lián)網(wǎng)工程首次使用基于模塊化多電平換流器的高電壓大容量柔性直流輸電技術(shù)。相比于常規(guī)直流輸電技術(shù)，模塊化多電平換流器(英文：Modular Multilevel Converter，簡稱：MMC)具有占地面積小、無需無功補(bǔ)償、無換相失敗、諧波水平低、可獨(dú)立控制有功功率和無功功率等優(yōu)點(diǎn)。但是，魯西背靠背直流饋入的廣西電網(wǎng)為弱交流系統(tǒng)，當(dāng)廣西電網(wǎng)的交流線路N-1或N-2故障發(fā)生時(shí)，廣西電網(wǎng)將會(huì)成為極弱交流系統(tǒng)，使得在魯西背靠背柔性直流與該極弱交流系統(tǒng)間會(huì)出現(xiàn)高頻諧振的風(fēng)險(xiǎn)，從而使得MMC輸出電流中存在高頻諧波電流，而該高頻諧波電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)的一次設(shè)備造成損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種MMC的諧波電流抑制控制系統(tǒng)及控制器，解決現(xiàn)有技術(shù)中由于MMC輸出電流中存在高頻諧波電流，從而導(dǎo)致?lián)p害一次設(shè)備的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型實(shí)施例的第一方面，提供一種MMC的諧波電流抑制控制器，所述控制器包括：鎖相環(huán)，與所述鎖相環(huán)連接的第一信號(hào)輸入端以及乘法器，與所述乘法器連接的限幅器，與所述限幅器連接的PARK變換器、PARK反變換器，與所述PARK變換器連接的第二信號(hào)輸入端、第三信號(hào)輸入端、第四信號(hào)輸入端以及第一加減法器、第二加減法器，與所述第一加減法器連接第一PI控制器，與所述第二加減法器連接的第二PI控制器，所述第一PI控制器、第二PI控制器均與所述PARK反變換器連接，與所述PARK反變換器連接的第一信號(hào)輸出端、第二信號(hào)輸出端以及第三信號(hào)輸出端。

本實(shí)用新型實(shí)施例的第二方面，提供一種MMC的諧波電流抑制控制系統(tǒng)，包括：環(huán)流抑制控制器、功率或電壓外環(huán)控制器、電流內(nèi)環(huán)控制器、諧波檢測(cè)裝置以及第一方面所述的諧波電流抑制控制器，其中：

所述諧波檢測(cè)裝置與所述諧波電流抑制控制器連接，用于將從MMC的輸出電流中提取的諧波電流和諧波次數(shù)K輸入至所述諧波電流抑制控制器；

所述功率或電壓外環(huán)控制器與所述電流內(nèi)環(huán)控制器連接，用于將輸出的基波電流輸入至電流內(nèi)環(huán)控制器；

所述諧波電流抑制控制器、所述環(huán)流抑制控制器以及所述電流內(nèi)環(huán)控制器均與加法器連接，用于將所述諧波電流抑制控制器輸出的第一電壓調(diào)制量、所述環(huán)流抑制控制器輸出的第二電壓調(diào)制量、所述電流內(nèi)環(huán)控制器輸出的第三電壓調(diào)制量輸入至所述加法器。

本方案通過在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加諧波電流抑制控制器，該諧波電流抑制控制器根據(jù)MMC中的諧波電流、諧波次數(shù)K以及并網(wǎng)點(diǎn)電壓確定第一電壓調(diào)制量，并將第一電壓調(diào)制量輸入至加法器，加法器根據(jù)第一電壓調(diào)制量、環(huán)流抑制控制器輸出的第二電壓調(diào)制量以及電流內(nèi)環(huán)控制器輸出的第三電壓調(diào)制量確定MMC中的子模塊的電壓輸入值，并將該電壓輸入值輸入至MMC中的子模塊。由于增加了諧波電流抑制控制器，該諧波電流抑制控制器對(duì)MMC輸出電流中的高頻諧波電流分量進(jìn)行有效抑制，使得最終加法器所確定的MMC中的子模塊的電壓輸入值觸發(fā)MMC中的子模塊的IGBT時(shí)，不會(huì)損害一次設(shè)備。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種直流輸電系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的現(xiàn)有技術(shù)中的一種MMC控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種MMC的諧波電流抑制控制方法的方法流程圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種MMC的諧波電流抑制控制器；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例基于圖4提供的諧波電流抑制控制器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種MMC的諧波電流抑制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。