[發(fā)明專利]柔性直流輸電系統(tǒng)中的三次諧波抑制裝置及輸電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811243044.1
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109193745B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王燦;楊云明
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M1/12
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強(qiáng)

1.一種柔性直流輸電系統(tǒng)中的三次諧波抑制裝置，其特征在于，所述裝置包括三相串聯(lián)模塊化多電平換流器、控制單元、采集單元和分析計(jì)算單元；

所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器與所述控制單元、采集單元和分析計(jì)算單元耦合連接；

所述采集單元，用于采集所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的交流側(cè)的原輸出電壓，采集所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的交流側(cè)的原輸出電流，采集所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的直流側(cè)電壓，采集所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的直流側(cè)的電流；

所述分析計(jì)算單元，用于根據(jù)所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的交流側(cè)的原輸出電壓、所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的交流側(cè)的原輸出電流、所述采集所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的直流側(cè)電壓、所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的直流側(cè)電流，按照預(yù)設(shè)的計(jì)算方式，計(jì)算出前饋電壓，所述前饋電壓用于抑制所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器輸出的目標(biāo)交流電壓中的三次諧波；

所述控制單元，用于將所述前饋電壓與所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的原參考電壓相疊加，得到目標(biāo)參考電壓，以及根據(jù)所述目標(biāo)參考電壓控制所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器輸出所述目標(biāo)交流電壓；所述三相串聯(lián)模塊化多電平換流器包括a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、b相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和c相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、b相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和c相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)依次串聯(lián)連接，所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與b相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、c相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂和第四橋臂；

所述第一橋臂、所述第二橋臂、所述第三橋臂和所述第四橋臂均由N個(gè)半橋子模塊串聯(lián)構(gòu)成，N為正整數(shù)；

所述第一橋臂的第一端、所述第三橋臂的第一端與所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)的第一端相連接，所述第一橋臂的第二端與所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)的第一端、所述第二橋臂的第一端相連接，所述第二橋臂的第二端、所述第四橋臂的第二端與所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)的第二端相連接，所述第四橋臂的第一端、所述第三橋臂的第二端與所述a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)的第二端相連接；所述前饋電壓可以通過如下公式得到：

其中，Ycos(3ωt+γ)為前饋電壓，U_{ref_i}為i相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)的輸出電壓的幅值，U_{dc_i}為i相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)電壓，ω為角頻率，δ_i為i相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)的原參考輸出電壓的相位，I_i為i相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)原輸出電流的幅值，為i相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流側(cè)源輸出電流的相位，I_d為三相串聯(lián)模塊化多電平換流器的直流側(cè)電流，Y為前饋電壓的幅值，γ為前饋電壓的相位，i的取值為a、b或c，sin()為正弦函數(shù)，t為時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的裝置，其特征在于，所述原參考電壓包括a相子原參考電壓、b相子原參考電壓和c相子原參考電壓；

所述a相子原參考電壓包括第一橋臂的原參考電壓、第二橋臂的原參考電壓、第三橋臂的原參考電壓和第四橋臂的原參考電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)電壓與a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)額定電壓相等，所述第一橋臂的原參考電壓表示為如下公式：

所述第二橋臂的原參考電壓表示為如下公式：

所述第三橋臂的原參考電壓表示為如下公式：

所述第四橋臂的原參考電壓表示為如下公式：

其中，u_{a1_ref}為第一橋臂的原參考電壓、u_{a2_ref}為第二橋臂的原參考電壓、u_{a3_ref}為第三橋臂的原參考電壓、u_{a4_ref}為第四橋臂的原參考電壓，U_{dc_a}為a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直流側(cè)電壓，U_{ref_a}為a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輸出參考電壓幅值，δ_a為a相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輸出參考電壓相位，t為時(shí)間，cos()為余弦函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)參考電壓包括a相子目標(biāo)參考電壓、b相子目標(biāo)參考電壓和c相子目標(biāo)參考電壓；

所述a相子目標(biāo)參考電壓包括所述第一橋臂的目標(biāo)參考電壓、所述第二橋臂的目標(biāo)參考電壓、第三橋臂的目標(biāo)參考電壓和第一橋臂的目標(biāo)參考電壓。