[發明專利]一種模塊化多電平換流器的降容運行方法和裝置

有效

• 申請號: 201810051387.1
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108322072B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 聞福岳;張帆;李帥;趙成勇;陳光焰;許建中
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司;華北電力大學;南瑞集團有限公司;國網福建省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種模塊化多電平換流器的降容運行方法和裝置，先獲取模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量，然后在模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量小于N/2和大于N/2兩種情況下，分別判斷上橋臂投入的子模塊數量處于增加階段或減少階段，并進行相應橋臂電抗器的投切控制，實現了模塊化多電平換流器的降容運行，且降容效果顯著；本發明過程簡單，不需要復雜的運算，對模塊化多電平換流器的控制器要求較低，且投資成本低，僅需要增加少數晶閘管；相比于CCSC能夠更大程度的降低子模塊電容電壓波形的基頻和二倍頻分量，從而能夠進一步降低子模塊電容電壓波動，對進一步降低換流器子模塊重量具有一定的意義。

技術領域

本發明涉及直流輸電技術領域，具體涉及一種模塊化多電平換流器的降容運行方法和裝置。

背景技術

基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術特別是模塊化多電平換流器在國內被稱為柔性直流輸電，由于諸多優點，得到了越來越多的重視，應用在高壓、特高壓直流輸電領域。而換流器的諸多優點都是由于電力電子器件的低慣性而具有的。換流器的直流側電壓是通過控制相應的電力電子器件從而投入的子模塊電容電壓支撐起來的，換流站的體積是由子模塊的個數和每一個子模塊的體積決定的，子模塊中儲存能量的電容占80％子模塊體積。隨著輸電電壓等級和輸送容量越來越高，除了考慮MMC換流站的穩定性等一些共性的問題，由于子模塊電容容量的不斷增大造成的體積增大，從而使換流站占地增大的問題亦變得非常突出。并且對于子模塊來說，電容的造價占到不小的比例。為了保持電容的紋波在一定范圍，即降低電容的容值，現有技術中模塊化多電平換流器的降容運行方法主要是通過二次系統的控制策略來抑制橋臂負序環流分量，以降低子模塊電容電壓紋波幅值，進而實現降低電容容值的目的。但是該方法需要通過非常復雜的控制算法才可以實現環流抑制的目的，而且負序環流分量所占比例較小，所以該方法的降容效果差。

發明內容

為了克服上述現有技術中降容效果差的不足，本發明提供一種模塊化多電平換流器的降容運行方法和裝置，獲取模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量，然后在模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量小于N/2和模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量大于N/2兩種情況下，分別判斷上橋臂投入的子模塊數量處于增加階段或減少階段，并進行相應橋臂電抗器的投切控制，實現了模塊化多電平換流器的降容運行，且降容效果顯著。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種模塊化多電平換流器的降容運行方法，包括：

獲取模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量；

在模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量小于N/2時，判斷上橋臂投入的子模塊數量處于增加階段或減少階段，若處于增加階段，在上橋臂投入子模塊數量變化率等于第一變化率設定值時，切除下橋臂中的橋臂電抗器并投入上橋臂中的橋臂電抗器；若處于減少階段，切除上橋臂中的橋臂電抗器并投入下橋臂中的橋臂電抗器；

在模塊化多電平換流器上橋臂投入的子模塊數量大于N/2時，判斷上橋臂投入的子模塊數量處于增加階段或減少階段，若處于增加階段，切除下橋臂中的橋臂電抗器并投入上橋臂中的橋臂電抗器；若處于減少階段，在上橋臂投入子模塊數量變化率等于第二變化率設定值時，切除上橋臂中的橋臂電抗器并投入下橋臂中的橋臂電抗器；

N表示上橋臂中子模塊的數量。

所述模塊化多電平換流器包括三個上橋臂和三個下橋臂，所述上橋臂和下橋臂均包括降容電路和多個子模塊；

所述多個子模塊串聯后，與降容電路串聯。

所述降容電路包括串聯的橋臂電抗器L1、橋臂電抗器L2和投切電路；

所述投切電路與橋臂電抗器L1并聯，其包括反并聯的第一支路和第二支路。

所述判斷上橋臂投入的子模塊數量處于增加階段或減少階段包括：