[發(fā)明專利]一種混合型MMC啟動充電方法

有效

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• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110048593B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅永捷;蒲羿;宋勇輝;歐陽金鑫;熊小伏;張連升
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/36
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發(fā)明公開了一種混合型MMC啟動充電方法，解決了換流器過調(diào)制的技術(shù)問題，步驟1：對全部半橋子模塊與全橋子模塊預(yù)充電；步驟2：當(dāng)達(dá)到預(yù)充電電壓時，進(jìn)入步驟3；步驟3：進(jìn)入受控充電階段1：計算上橋臂投入子模塊參考數(shù)n_refu：若0≤n_refu≤N₁，進(jìn)入步驟4；若N₁＜n_refu≤N₁+N₂，進(jìn)入步驟5；若?N₂≤n_refu<0，進(jìn)入步驟6；步驟4：上橋臂投入n_refu個半橋子模塊，下橋臂投入n_refl個半橋子模塊；步驟5；上橋臂投入N₁個半橋子模塊，并投入?n_refl個全橋子模塊輸出正電平，下橋臂投入?n_refl個全橋子模塊輸出負(fù)電平；步驟6：下橋臂投入N₁個半橋子模塊，并投入?n_refl個全橋子模塊輸出正電平，上橋臂投入?n_refl個全橋子模塊輸出負(fù)電平；步驟7：是否升至額定電壓U_C,m；若是，進(jìn)入步驟7；若否，回到步驟3；步驟8：進(jìn)入受控充電階段2。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種混合型MMC啟動充電方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以絕緣柵雙極晶體管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)為代表的新型可關(guān)斷電力電子器件和脈寬調(diào)制(Pulse WidthModulation，PWM)為理論基礎(chǔ)的電壓源型換流器開始應(yīng)用于直流輸電，在我國通常稱作柔性直流輸電。與常規(guī)高壓直流輸電技術(shù)相比，柔性直流輸電具有有功和無功獨(dú)立控制、無換相失敗風(fēng)險、潮流反轉(zhuǎn)時電壓極性不變，可向無源負(fù)荷供電等優(yōu)勢，在城市中心負(fù)荷供電、分布式新能源并網(wǎng)與消納等領(lǐng)域前景廣闊，尤其適用于構(gòu)建多端直流輸電系統(tǒng)和未來直流電網(wǎng)。

目前投入使用的工程實(shí)例如浙江舟山五端柔性直流輸電工程，云南魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程等，均采用半橋型子模塊(HBSM)級聯(lián)的MMC拓?fù)洹５獺BSM無法應(yīng)對直流雙極短路故障，難以適用于長距離架空線輸電領(lǐng)域。基于全橋型子模塊(FBSM)和箝位雙子模塊(CDSM)的MMC拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)故障電流自清除，但缺點(diǎn)是電力電子開關(guān)器件較多、經(jīng)濟(jì)性較差。因此，不同類型子模塊級聯(lián)的混合型MMC成為促進(jìn)柔性直流輸電技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重要研究對象。HBSM和FBSM構(gòu)成的混合型MMC兼具故障保護(hù)能力與低成本優(yōu)勢，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和靈活性較高；但不同類型的子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各異、控制方式和運(yùn)行原理也不盡相同，使得其控制策略也更加復(fù)雜。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，混合型MMC與傳統(tǒng)MMC運(yùn)行方式類似，但換流站啟動過程與常規(guī)半橋型MMC柔直系統(tǒng)存在有較大區(qū)別。

目前，混合型MMC已經(jīng)存在一些研究，主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電容參數(shù)設(shè)計、數(shù)學(xué)建模、故障保護(hù)策略。但對混合型MMC啟動充電方面，仍未得出合適的充電策略，特別是由于混合型MMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性，導(dǎo)致混合型MMC啟動存在受控充電電流沖擊、橋臂過調(diào)制的問題，從而引起混合型MMC故障或損壞。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種混合型MMC啟動充電方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中混合型MMC在啟動過程中橋臂投入模塊數(shù)過調(diào)制導(dǎo)致交流電壓過調(diào)制，可提升MMC子模塊電容的預(yù)充電電壓，在換流器解鎖瞬間，提高受控充電時模塊電容電壓，避免了橋臂過調(diào)制現(xiàn)象，有效降低啟動時由于子模塊電容電壓較低引起的沖擊電流峰值，從而保證換流閥的安全啟動。