[發(fā)明專利]MMC橋臂阻抗不對稱下的交流側(cè)直流偏置電流預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910984837.7
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110688778B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭文迪;吳昕翀;邵振國;齊佩雯;周騰龍
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學(xué)俊

1.一種MMC橋臂阻抗不對稱下的交流側(cè)直流偏置電流預(yù)測方法，其特征在于，

確定待預(yù)測系統(tǒng)的主回路參數(shù)；

根據(jù)待預(yù)測系統(tǒng)的主回路參數(shù)，采用式(1)計(jì)算橋臂參數(shù)不對稱情況下的交流側(cè)直流偏置電流：

式中，m表示電壓調(diào)制比，I_{vj_0}表示橋臂參數(shù)不對稱情況下j相的交流側(cè)直流偏置電流；U_dc表示直流側(cè)電壓，R_pj表示第j相上橋臂的等效電阻，R_nj表示第j相下橋臂的等效電阻；其中，

式中，N表示每個(gè)橋臂上的子模塊數(shù)量，L_pj表示第j相上橋臂的橋臂電感，ω表示電網(wǎng)角頻率，C表示子模塊中的電容，L_nj表示第j相下橋臂的橋臂電感。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種MMC橋臂阻抗不對稱下的交流側(cè)直流偏置電流預(yù)測方法，其特征在于，采用以下步驟得到式(1)：

步驟S1：分析MMC穩(wěn)態(tài)下偏置電流特性，得到MMC穩(wěn)態(tài)下交流側(cè)偏置電流的特性表達(dá)式；

步驟S2：分析橋臂參數(shù)不對稱下的偏置電流特性，并根據(jù)步驟S1得到的MMC穩(wěn)態(tài)下交流側(cè)偏置電流的特性表達(dá)式，得到橋臂參數(shù)不對稱情況下的交流側(cè)直流偏置電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種MMC橋臂阻抗不對稱下的交流側(cè)直流偏置電流預(yù)測方法，其特征在于，步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11：根據(jù)基爾霍夫電流定律得到，第j相橋臂的電流i_vj滿足下式：

i_vj＝i_pj-i_nj；

式中，i_pj表示第j相上橋臂電流，i_nj表示第j相下橋臂電流；

定義橋臂共模電流為i_cirj，即表示第j相環(huán)流：

步驟S12：設(shè)橋臂電流表示為以下多種頻率成分疊加的形式：

式中，I_{pj_0}表示第j相上橋臂電流的直流分量，I_{nj_0}表示第j相下橋臂電流的直流分量，I_{pj_h}和分別表示第j相橋臂電流h次諧波的幅值和初相角；

取平均開關(guān)函數(shù)：

式中，S_pj、S_nj分別表示第j相上、下橋臂的開關(guān)函數(shù)，m為電壓調(diào)制比，θ_j為交流系統(tǒng)第j相等效電動勢初相角；

令電容電流的集合平均值為橋臂電流與平均開關(guān)函數(shù)的乘積：

式中，i_c,pj表示第j相上橋臂子模塊電容電流集合平均值，i_c,nj表示第j相下橋臂子模塊電容電流集合平均值；

步驟S13：為了滿足穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，令電容電流的直流分量為0，即：

式中，I_{pj_1}表示第j相上橋臂電流基頻諧波的幅值，I_{nj_1}表示第j相下橋臂電流基頻諧波的幅值，表示第j相橋臂電流基頻諧波的初相角；

步驟S14：采用下式計(jì)算MMC穩(wěn)態(tài)下交流側(cè)偏置電流的特性表達(dá)式：

式中，I_{cirj_1}表示第j相橋臂共模電流的基頻分量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種MMC橋臂阻抗不對稱下的交流側(cè)直流偏置電流預(yù)測方法，其特征在于，步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21：僅考慮橋臂電流中的直流量與基頻分量，將橋臂電壓的基頻增量表示為：

式中，表示第j相上橋臂的電壓增量的基頻分量，表示第j相下橋臂的電壓增量的基頻分量，I_{pj_0}表示第j相上橋臂電流的直流分量，I_{nj_0}表示第j相下橋臂電流的直流分量，θ_j為交流系統(tǒng)第j相等效電動勢初相角，I_{pj_1}表示第j相上橋臂電流基頻諧波的幅值，I_{nj_1}表示第j相下橋臂電流基頻諧波的幅值，表示第j相橋臂電流基頻諧波的初相角；

步驟S22：設(shè)j相交流輸出電壓基頻量為：

式中，表示第j相交流輸出電壓的基頻分量；U表示第j相交流輸出電壓的基頻電壓的幅值；

對上、下橋臂阻抗進(jìn)行區(qū)分，橋臂電壓的基頻波動滿足：

式中，表示第j相上橋臂的電壓基頻分量，表示第j相下橋臂的電壓基頻分量，i_pj表示第j相上橋臂電流，i_nj表示第j相下橋臂電流；

步驟S23：綜合考慮步驟S21-步驟S22，對于上橋臂有：

式中，I_{pj_1}表示第j相上橋臂電流的基頻分量；

則上橋臂電流基頻量的計(jì)算采用下式：

其中，

則，不對稱情況下的上橋臂電流的直流分量為：

同理，不對稱情況下的下橋臂直流分量為：

其中，

步驟S24：得到橋臂參數(shù)不對稱情況下的交流側(cè)直流偏置電流表達(dá)式為：