[發明專利]一種MMC橋臂電流平衡控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202011462862.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112701946B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 彭國平;史文婷;史奔;白代兵;王紅占;劉會民;李東松;李立冬
• 申請（專利權）人: 廣東安樸電力技術有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖軍

一種MMC橋臂電流平衡控制方法及控制系統，MMC橋臂電流平衡控制方法包括以下步驟：根據每相交流側電流、交流側電壓計算出差模電壓給定值A、B、C軸分量；根據每相交流側電流、上橋臂電感、下橋臂電感計算出橋臂環流；將橋臂環流輸入濾波器，以獲取橋臂環流的基頻分量和二倍頻分量；對基頻分量進行坐標變換得到基頻D軸分量和基頻Q軸分量進而通過比例積分運算和坐標逆變換得到基頻共模電壓A、B、C軸分量；計算二倍頻共模電壓A、B、C軸分量；合成調制波。在橋臂電流不平衡的情況下，本發明實施例的MMC橋臂電流平衡控制方法通過分別抑制環流中的基波分量和負序二次諧波分量，解決了橋臂電流的不平衡分布問題。

技術領域

本發明屬于柔性直流輸電領域，具體涉及一種MMC橋臂電流平衡控制方法及控制系統。

背景技術

近年來，不管在電壓等級還是功率等級，電力電子開關器件都得到了大幅度提升，這也使得它在柔性直流輸電、直流配電、海上風電并網等領域備受關注。模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)也因自身高度模塊化、諧波特性好、成本低等優點，在柔性直流輸電領域廣泛應用。典型MMC的系統結構共包含6個橋臂，其中，每個橋臂均包括一個橋臂電抗以及多個子模塊。通常情況下，為了承受較高的電壓等級，每個橋臂串聯的子模塊數通常很多。

隨著子模塊個數的增加，那么子模塊發生故障的概率大大增加。當系統在運行過程中，子模塊發生故障后需被快速切除，此時非故障橋臂若不旁路相同個數的子模塊，則橋臂級聯子模塊的個數將不再相等，換流器將運行在橋臂不對稱的狀態下。橋臂子模塊個數的不對稱，造成開關函數以及等效電容均會發生改變，最終導致交流電流在橋臂間的不均勻分配，進而影響與其耦合器件的相關電氣量。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種MMC橋臂電流平衡控制方法，解決了MMC橋臂參數不對稱進而造成橋臂電流不平衡問題。本發明還提出了一種MMC橋臂電流平衡控制系統。

根據本發明第一方面實施例的MMC橋臂電流平衡控制方法，包括以下步驟：

計算差模電壓給定值：獲取每相交流側電流、交流側電壓并獲取基波角頻率；根據每相所述交流側電流、交流側電壓計算出差模電壓給定值D軸分量u_diffd和差模電壓給定值Q軸分量u_diffq；根據坐標變換原理，將差模電壓給定值D軸分量和Q軸分量逆變換到三相靜止坐標系中，計算得到差模電壓給定值A軸分量u_diffa、B軸分量u_diffb和C軸分量u_diffc；

獲取橋臂環流i_cirj的基頻分量和二倍頻分量：根據每相所述交流側電流、上橋臂電感、下橋臂電感計算出橋臂環流i_cirj；將所述橋臂環流i_cirj輸入濾波器，以獲取所述橋臂環流i_cirj的基頻分量和二倍頻分量；

計算基頻共模電壓：對所述基頻分量進行坐標變換得到基頻D軸分量和基頻Q軸分量；將所述基頻D軸分量輸入第一比例積分控制器得到基頻共模電壓D軸分量u_comd1；將所述基頻Q軸分量輸入第二比例積分控制器得到基頻共模電壓Q軸分量u_comq1；對基頻D軸分量和基頻Q軸分量進行坐標逆變換，得到三相靜止坐標系中的基頻共模電壓A軸分量u_coma1、B軸分量u_comb1、C軸分量u_comc1；