[發明專利]一種直流輸電系統的交直流濾波控制方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 202110018530.9
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112688327B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王清玲;吳越;高志華;周月賓;李燕平;許亮;薛華偉
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司陽江供電局;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J1/02;H02J3/36
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明公開了一種直流輸電系統的交直流濾波控制方法、裝置和系統。所述交直流濾波控制方法包括：通過檢測所述直流輸電系統的交流側電流和直流側電流；根據所述交流側電流和所述直流側電流，計算得到交流濾波補償信號和直流濾波補償信號；將所述交流濾波補償信號和所述直流濾波補償信號疊加到所述送端模塊化多電平換流器的三相調制波中，以濾除所述二極管整流器產生的交流側電流諧波和直流側電流諧波。采用本發明實施例，能有效濾除二極管整流器產生的交流側電流諧波與直流側電流諧波，保證了輸電系統的電能質量。

技術領域

本發明涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種直流輸電系統的交直流濾波控制方法、裝置和系統。

背景技術

隨著電力電子技術的發展以及高壓大容量電力電子器件的成熟，直流輸電工程逐漸向著更高電壓等級、更大傳輸容量的方向發展。目前，柔性直流輸電電路一般采用模塊化多電平電壓源變換器拓撲。

在以海上風電場電能直流送出為代表的方案中，模塊化多電平電壓源變換器拓撲成為了主流選擇。但是由于其成本高、建設難度大，同時難以為風電機等電源的正常工作提供一個穩定的交流電壓。近些年來，有研究人員提出一種新型高壓直流輸電拓撲，使用二極管整流器與模塊化多電平電壓源變換器并聯使用的拓撲來輸送直流電力。該拓撲中模塊化多電平電壓源變換器為風電場提供穩定的交流電壓源，由二極管整流器輸送風電場產生的有功功率。由于輸送同等功率條件下，二極管整流器方案的成本低于模塊化多電平變換器的成本，有效降低直流輸電系統的設備成本。

然而，在實施本發明過程中，發明人發現現有技術至少存在如下問題：由于二極管整流器自身將產生不可忽略的諧波，包括交流側電流諧波和直流側電流諧波，如果不加濾波手段則將會影響直流輸電的電能質量?，F有技術中通常僅針對交流側電流諧波采用相應的濾波措施，未考慮對直流側電流諧波的濾波需求。二極管整流器產生的直流側電流諧波將會影響直流電的電能傳輸質量，增加直流電纜的傳輸損耗。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種直流輸電系統的交直流濾波控制方法、裝置和系統，能有效濾除二極管整流器產生的交流側電流諧波和直流側電流諧波，有效地提高了電能質量，降低直流電纜的傳輸損耗。

為實現上述目的，本發明實施例提供了一種直流輸電系統的交直流濾波控制方法，所述直流輸電系統包括并聯的二極管整流器和送端模塊化多電平換流器；

所述交直流濾波控制方法包括：

檢測所述直流輸電系統的交流側電流和直流側電流；

根據所述交流側電流和所述直流側電流，計算得到交流濾波補償信號和直流濾波補償信號；

將所述交流濾波補償信號和所述直流濾波補償信號疊加到所述送端模塊化多電平換流器的三相調制波中，以濾除所述二極管整流器產生的交流側電流諧波和直流側電流諧波。

作為上述方案的改進，在所述根據所述交流側電流和所述直流側電流，計算得到交流濾波補償信號和直流濾波補償信號之前，所述方法還包括：

檢測所述直流輸電系統的直流電壓；所述直流電壓為所述交流側電流經過所述二極管整流器和送端模塊化多電平換流器的并聯電路結構轉換后得到的；

則所述將所述交流濾波補償信號和所述直流濾波補償信號疊加到所述送端模塊化多電平換流器的三相調制波中，具體包括：

將以所述交流濾波補償信號疊加到所述送端模塊化多電平換流器的原始三相調制波中，得到第一調制電壓；

將0.5倍所述直流電壓疊加到所述第一調制電壓中，得到第二調制電壓；

將所述直流濾波補償信號疊加到所述第二調制電壓中，得到補償后的三相上橋臂調制電壓；

將所述送端模塊化多電平換流器的原始三相調制波與0.5倍所述直流電壓作差，得到第三調制電壓；