[發(fā)明專利]一種MMC型能量路由器的兩級控制方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN110858754A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發(fā)明（設計）人: 段青;盛萬興;沙廣林;趙彩虹;馬春艷;李振;李鵬華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)天津市電力公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M7/483;H02J3/02
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種MMC型能量路由器的兩級控制方法及系統(tǒng)，包括：根據(jù)所述MMC型能量路由器的交流側(cè)三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓和電流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號；根據(jù)MMC型能量路由器中的所有MMC子模塊電容電壓和所述每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各DAB模塊的脈沖信號；分別利用MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號和各DAB模塊的脈沖信號對MMC型能量路由器進行兩級控制。本發(fā)明提供的技術(shù)方案提出了針對模塊化多電平拓撲的能量路由器的兩級控制方法，在現(xiàn)有控制方式的基礎(chǔ)上提高了控制自由度，簡化了控制系統(tǒng)，進一步提升了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對交直流混合輸配電網(wǎng)中關(guān)鍵裝備的實現(xiàn)和控制方法研究領(lǐng)域，具體涉及一種MMC型能量路由器的兩級控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

二十一世紀以來，以太陽能、風能等為代表的可再生能源得到了越來越廣泛的應用，微電網(wǎng)可以高效、方便地利用這些分布式能源，因而受到世界各國的高度重視而迅速發(fā)展。隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能微電網(wǎng)的概念也被提出，智能微電網(wǎng)是以電力電子技術(shù)為核心的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是將可再生能源發(fā)電技術(shù)、能源管理系統(tǒng)和輸配電基礎(chǔ)設施高度集成的新型電網(wǎng)。智能微電網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)是穩(wěn)定控制技術(shù)，需要電網(wǎng)中的設備具備多樣的、穩(wěn)定的、先進的控制系統(tǒng)，同時各種設備之間能通過高度互聯(lián)的通訊系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制。因此，對于微網(wǎng)智能接口系統(tǒng)和穩(wěn)定控制技術(shù)的研究是推進智能微網(wǎng)發(fā)展的核心問題之一，能夠使微電網(wǎng)系統(tǒng)更可靠更安全的接入大電網(wǎng)。

變壓器是輸配電網(wǎng)中的最重要設備之一，為了改善系統(tǒng)的電能質(zhì)量，同時為新能源并網(wǎng)提供智能化接口，能量路由器作為新一代變壓器應運而生。能量路由器集電氣隔離、電壓變換、功率可調(diào)等功能集于一身，通過對傳統(tǒng)變壓器和電力電子設備的集成化，可大大提高電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化水平。近年來逐漸興起的模塊化多電平拓撲結(jié)構(gòu)的能量路由器(Modular Multilevel Converter，MMC)，可以通過增減橋臂串聯(lián)子模塊的個數(shù)，使微網(wǎng)系統(tǒng)電壓靈活可控，提高系統(tǒng)的耐壓等級，同時其在交流接口之外還具有不同電壓等級的直流公共母線，允許高壓直流形式、中壓直流型新能源的直接接入，低壓直流線路可給多個低壓負載供電，使得微網(wǎng)系統(tǒng)適用于不同形式的電壓接入，更適合于微網(wǎng)多端接口的定義。

但是，當前基于模塊化多電平拓撲的能量路由器的智能接口和穩(wěn)定控制技術(shù)尚不成熟，控制策略較為復雜，不能滿足對能量路由器靈活控制并實現(xiàn)電能高效轉(zhuǎn)換的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種MMC型能量路由器的兩級控制方法及系統(tǒng)，其目的是針對應用于交直流輸配電網(wǎng)的模塊化多電平拓撲的能量路由器，提供一種控制自由度較高以及能夠?qū)崿F(xiàn)電能高效轉(zhuǎn)換的兩級控制方法及系統(tǒng)，為微電網(wǎng)接口的智能化、通用化、多功能化、實用化提供切實可行的解決方案。

本發(fā)明提供的一種MMC型能量路由器的兩級控制方法，其改進之處在于，包括：

根據(jù)所述MMC型能量路由器的交流側(cè)三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓和電流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號；

根據(jù)MMC型能量路由器中的所有MMC子模塊電容電壓和所述每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各DAB模塊的脈沖信號；

分別利用MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號和各DAB模塊的脈沖信號對MMC型能量路由器進行兩級控制。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述MMC型能量路由器的交流側(cè)三相電壓和三相電流對應的兩相靜止坐標系下的電壓和電流，以及MMC型能量路由器中每相MMC子模塊的電壓平均值確定MMC型能量路由器中各MMC子模塊的脈沖信號，包括：

a.設定直流電壓指令值；