[發(fā)明專利]一種MMC的功率傳輸極限計算方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010411567.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111697609A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃東啟;李選平;夏成軍;周保榮;田寶燁;姚文峰;洪潮
• 申請（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司;中國南方電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

1.一種MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，包括：

在dq旋轉(zhuǎn)坐標系下建立無源電網(wǎng)數(shù)學模型和MMC穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型；

確定所述MMC穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型的穩(wěn)定運行區(qū)域的約束條件；

獲取在預設的功率掃描區(qū)域內(nèi)，滿足所述約束條件的所有功率運行點，以得到為所述無源電網(wǎng)供電的MMC穩(wěn)定運行區(qū)域；

根據(jù)無源負荷的功率因數(shù)角，在所述MMC穩(wěn)定運行區(qū)域內(nèi)計算得到MMC功率傳輸極限。

2.如權(quán)利要求1所述的MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，所述MMC穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型的穩(wěn)定運行區(qū)域的約束條件包括：MMC容量約束、調(diào)制比約束、橋臂電流峰值約束和子模塊電容電壓約束。

3.如權(quán)利要求2所述的MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，所述獲取在預設的功率掃描區(qū)域內(nèi)，滿足所述約束條件的所有功率運行點，以得到為所述無源電網(wǎng)供電的MMC穩(wěn)定運行區(qū)域，具體為：

根據(jù)預設的掃描步長，依次獲取所述預設的功率掃描區(qū)域內(nèi)的每一功率運行點；

判斷當前獲取的功率運行點是否滿足所述MMC容量約束；

當當前獲取的功率運行點滿足所述MMC容量約束時，通過所述MMC穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，計算在當前獲取的功率運行點下的調(diào)制比、橋臂電流和子模塊電容電壓；

判斷所述調(diào)制比、橋臂電流和子模塊電容電壓是否滿足對應的調(diào)制比約束、橋臂電流峰值約束和子模塊電容電壓約束；

若是，則將當前獲取的功率運行點作為目標功率運行點，并獲取下一功率運行點；若否，則獲取下一功率運行點；

當所述功率掃描區(qū)域內(nèi)的所有功率運行點均獲取并判斷完畢時，根據(jù)所有所述目標運行功率點，得到所述MMC穩(wěn)定運行區(qū)域。

4.如權(quán)利要求1所述的MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，所述根據(jù)無源負荷的功率因數(shù)角，在所述MMC穩(wěn)定運行區(qū)域內(nèi)計算得到MMC功率傳輸極限，具體為：

根據(jù)所述無源負荷的功率因數(shù)，計算得到所述功率因數(shù)角；

獲取所述功率因數(shù)角與所述MMC穩(wěn)定運行區(qū)域的交點，得到所述MMC功率傳輸極限。

5.如權(quán)利要求1所述的MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，所述無源電網(wǎng)數(shù)學模型的表達式為：

其中，i_sd、i_sq分別為無源電網(wǎng)電流的d軸和q軸分量；u_sd、u_sq分別為交流母線電壓的d軸和q軸分量；P_L、Q_L分別為無源電網(wǎng)的有功和無功負載。

6.如權(quán)利要求1所述的MMC的功率傳輸極限計算方法，其特征在于，所述MMC穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型的表達式為：

F(x)＝A_10thx_10th+B_10thu＝0；

其中，u^T＝[u_sd,u_sq,u_dc]；分別為MMC子模塊上橋臂總的電容電壓的二倍頻d軸和q軸分量；分別為MMC子模塊的基頻d軸和q軸分量；為MMC子模塊的直流分量；i_cird、i_cirq分別為橋臂二倍頻環(huán)流的d軸和q軸分量；i_dc為MMC直流側(cè)電流；i_sd、i_sq分別為交流側(cè)電流基波的d軸和q軸分量；u_sd、u_sq分別為交流母線電壓的d軸和q軸分量；u_dc為MMC直流側(cè)電壓；A_10th為與MMC的額定運行參數(shù)有關的10×10維的系統(tǒng)矩陣；B_10th為與MMC的額定運行參數(shù)有關的10×3維的輸入矩陣。