[發明專利]一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法

在審

• 申請號: 201810240151.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108333951A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 任思源;李艷軍
• 申請（專利權）人: 寶雞文理學院
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;H02J3/01;H02J3/36
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙) 11470
• 代理人: 嚴令耕

本發明涉及柔性直流輸電技術領域，尤其是一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法，首先將重復控制信號發生器數字化，在反饋信號中加入Q(z)，將離散重復信號發生器的N個極點拉入單位圓圓周內，提高重復信號發生器的穩定性，得到重復信號發生器的脈沖傳遞函數；然后將重復控制器引入控制環路中，實現對被控對象的控制。為了保證控制系統的穩定性，必須加入補償環節用于補償環節k_rG_f(z)用于補償被控對象的幅頻特性和相頻特性。通常補償環節為超前特性。本發明方法的重復信號發生器將誤差輸入e(k)進行計算輸出，當輸入誤差為零時，重復信號發生器的輸出信號e₁(k)達到穩態并仍然具有不為零的輸出，從而實現對輸入信號的無靜差跟蹤。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法。

背景技術

采用模塊化多電平換流器(MMC)結構的柔性直流輸電技術可以實現輸電線路有功和無功的獨立控制；可以向無源負荷供電，不需要交流電網支撐換相；可以實現換流站的獨立控制與運行，不需要站間通信；而且具有輸出諧波含量小，占地面積小等優勢。正是這些技術優勢，使得柔性直流輸電技術十分適用于多端直流輸電、清潔能源并網、異步交流系統互聯、孤島供電以及城市配電網等重要領域。

換流閥作為柔性直流輸電系統的關鍵組件，其運行的正確性、可靠性直接影響柔性直流輸電系統及公共交流輸電系統的安全運行。由此，在柔性直流輸電裝置投運前必須對模塊化多電平換流閥進行全面的試驗，以驗證換流閥運行的正確性、可靠性。針對直流輸電換流閥電氣試驗的需求，國家標準化管理委員會發布了國家標準《GB/T 33348-2016高壓直流輸電用電壓源換流器閥電氣試驗》，標準嚴格規定了換流閥的試驗內容、試驗要求，其中所要求的運行試驗用于考察換流閥在長期實際運行工況下的電壓、電流以及熱等關鍵應力的耐受能力，以檢驗其運行的正確性、可靠性。為了滿足國家標準的試驗要求，需要搭建相應的試驗電路，制定相應的控制方式，來滿足換流閥運行試驗的需要。

模塊化多電平換流閥運行試驗回路拓撲多采用附圖1所示電路拓撲，其控制方式多采用開環控制方式，即通過控制輔助閥和試品閥之間輸出電壓的幅值、相位差來改變試驗回路的電流大小與方向。但是由于采用開環控制方式，試驗回路中的電流基波分量不能精確控制，二倍頻電流分量與換流電抗器參數相關，導致二倍頻電流基本上不受控制，所以采用開環控制方式進行換流閥的運行試驗時存在一定的局限性。近年來發展出了許多閉環控制方式應用于換流閥運行試驗，如PI控制、PR控制等，實現了試驗回路基波電流、二倍頻電流的閉環控制。但是由于上述控制方式的局限性，在試驗回路中注入多次諧波電流分量時，導致各次電流閉環控制參數相互影響作用，影響控制效果，隨著注入諧波的數量增加，需要控制的對象及控制參數也相應增多，導致上述控制方式無法在數字信號處理器上實現。鑒于現有柔性直流輸電換流閥運行試驗電路控制方式的不足，所以如何提供一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法以實現換流閥運行試驗電路多諧波電流的精確控制是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中柔性直流輸電換流閥運行試驗電路控制方式不足的技術問題，而提出一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：設計一種模塊化多電平換流閥運行試驗回路控制方法,包括如下步驟：

步驟一：根據控制保護系統的控制目標確定其基波及各次諧波電流的幅值與相位，得到控制目標電流的時域表達式，將其離散化；得到每個控制周期的時域表達式為k＝1,2,……,128，n₀為諧波次數，△t為控制周期；

步驟二：通過所述的控制保護系統采樣，得到當前控制周期下試驗回路電壓電流的數字量；其中試驗回路電流數字量賦值給i(k)，L兩端電壓差數字量賦值給電壓擾動信號d(k)；