[發(fā)明專利]基于橋臂電壓控制的MMC主動限流方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010438346.5
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111711349B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛業(yè)春;李國慶;江守其;王威儒;婁偉濤;王拓;張軼珠;劉座銘
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué);國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02J3/36
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種基于橋臂電壓控制的MMC主動限流方法，其包括以下步驟：

步驟(1)設(shè)計降低橋臂電壓直流分量限流的方法，采取在故障發(fā)生后根據(jù)系統(tǒng)調(diào)制比m對橋臂參考電壓進(jìn)行調(diào)整，把MMC直流出口電壓降至故障前m倍；

步驟(2)設(shè)計降低橋臂電壓交直流分量限流的方法，在步驟(1)的基礎(chǔ)上，將橋臂參考電壓的交直流分量按比例縮小k倍；

步驟(3)選取主動限流方法的參數(shù)，滿足橋臂不閉鎖約束條件；

步驟(4)設(shè)計主動限流方法的控制系統(tǒng)，通過設(shè)計直流電壓和直流電流變化率的閾值，使控制系統(tǒng)只有在發(fā)生直流側(cè)故障時才進(jìn)行啟動；

步驟(1)所述設(shè)計降低橋臂電壓直流分量限流的方法是：在直流短路故障發(fā)生后，通過調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)控制器電流偏差值維持故障前后輸出電壓參考波形不變，則故障前后子模塊具有相同的投切特性，交流出口電壓V_diff表示為：

V_ref為內(nèi)環(huán)電流控制器輸出交流電壓參考波，U_dc為MMC直流電壓；由系統(tǒng)調(diào)制比m定義可知：

橋臂參考電壓交流分量幅值的標(biāo)幺值在數(shù)值上與系統(tǒng)的調(diào)制比相等，通常情況下m小于1；橋臂參考電壓中的交直流分量間存在差值，利用該差值實現(xiàn)降低直流電壓的同時不影響MMC的交流出口特性；穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，以標(biāo)幺值表示的上下橋臂電壓分別為：

U_p^*＝0.5-0.5V_ref????(1-3)

U_n^*＝0.5+0.5V_ref????(1-4)

U_p^*為上橋臂電壓標(biāo)幺值，U_n^*為下橋臂電壓標(biāo)幺值；由MMC工作原理可知：

U_dc＝(U_p^*+U_n^*)Nu_c????(1-5)

V_diff＝(U_n^*-U_p^*)Nu_c/2????(1-6)

N為MMC每相橋臂子模塊總數(shù)，u_c為子模塊電容電壓平均值；故障發(fā)生后根據(jù)系統(tǒng)調(diào)制比對橋臂參考電壓進(jìn)行調(diào)整，故障后上下橋臂參考電壓表示為：

U_p^*＝0.5m-0.5V_ref????(1-7)

U_n^*＝0.5m+0.5V_ref????(1-8)

調(diào)整后MMC直流出口電壓降至故障前的m倍，交流出口電壓不發(fā)生改變，能夠降低直流故障電流的大小且不影響交流出口特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于橋臂電壓控制的MMC主動限流方法，其特征在于：步驟(2)所述設(shè)計降低橋臂電壓交直流分量限流的方法是：在mU_dc至U_dc之間調(diào)整直流電壓具有的限流效果有限，但其不影響交流出口特性，適用于對交流出口電壓、電流特性要求較高的系統(tǒng)；若交流系統(tǒng)對MMC出口電壓要求不高，可在調(diào)整MMC直流出口電壓基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低直流電壓限制故障電流；

故障后在調(diào)整MMC直流出口電壓基礎(chǔ)上將橋臂參考電壓的交直流分量按比例縮小k倍，則故障后橋臂參考電壓表示為：

U_p^*＝0.5km-0.5kV_ref????(2-1)

U_n^*＝0.5km+0.5kV_ref????(2-2)

在交直流分量同時調(diào)整后，直流出口電壓降至故障前的km倍，交流出口電壓降至故障前的k倍，能夠更好的限流故障電流。