[發明專利]故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法

在審

• 申請號: 202110151864.3
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112865504A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 許建中;鄧偉成
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M7/483;H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，其特征在于，包括：

以發生交流單相故障且考慮二倍頻環流注入的子模塊電容電壓的基頻和二倍頻波動分量作為抑制目標，建立優化目標函數；

以目標函數最小化作為目標進行全局優化，獲得最優的二倍頻環流注入的幅值和相位；

根據所獲得的最優的二倍頻環流注入的幅值和相位生成參考信號，結合調制算法實現二倍頻環流的注入。

2.根據權利要求1所述的一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，其特征在于，建立優化目標函數之前，先計算交流單相接地故障下考慮二倍頻環流注入的子模塊電容電壓的表達式，包括：

發生交流單相接地故障時，三相的開關函數為：

其中，t為時刻，ω為基波角頻率；S_{au_f}、S_{bu_f}、S_{cu_f}分別表示故障后a、b、c相的開關函數；m表示調制比，其值為2U_m/U_dc；N₀為直流電壓U_dc與子模塊參考電壓U_c的商，即U_dc/U_c；N為橋臂子模塊的個數；

發生交流單相接地故障時，三相的上橋臂電流為：

其中，I_m為交流電流幅值，為初相角，I₂表示二倍頻環流注入的幅值，表示二倍頻環流注入的相角，i_{au_f}、i_{bu_f}、i_{cu_f}分別表示故障后a、b、c三相上橋臂電流；

定義二倍頻環流注入系數k₂為：

結合發生交流單相接地故障時，三相的開關函數以及三相的上橋臂電流，得到故障后含二倍頻環流注入的三相上橋臂子模塊電容電壓：

其中，u_{cau_f}、u_{cbu_f}、u_{ccu_f}分別表示故障后a、b、c相上橋臂子模塊電容電壓，C代表橋臂子模塊電容容值。

3.根據權利要求2所述的一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，其特征在于，所述以發生交流單相故障且考慮二倍頻環流注入的子模塊電容電壓的基頻和二倍頻波動分量作為抑制目標，建立優化目標函數包括：

根據故障后含二倍頻環流注入的三相上橋臂子模塊電容電壓，得到發生交流單相故障時，故障相上橋臂子模塊電容電壓的基頻和二倍頻波動，進而得到波動幅值；

采用相同的方式，得到非故障兩相上橋臂子模塊電容電壓的基頻和二倍頻波動，進而得到波動幅值；

根據獲得的三相橋臂子模塊電容電壓基頻和二倍頻波動的波動幅值建立目標函數

其中，|u_{cau_f1}|與|u_{cau_f2}|分別為a相上橋臂子模塊電容電壓基頻和二倍頻波動的波動幅值；|u_{cbu_f1}|與|u_{cbu_f2}|分別為b相上橋臂子模塊電容電壓基頻和二倍頻波動的波動幅值；|u_{ccu_f1}|與|u_{ccu_f2}|分別為c相上橋臂子模塊電容電壓基頻和二倍頻波動的波動幅值，k表示電容電壓二次波動的權重系數。