[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

本發明公開了一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，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。該方法可以有效降低故障期間子模塊電容電壓波動，并減少MMC子模塊在故障期間所承受的最大電壓。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電技術領域，尤其涉及一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法。

背景技術

柔性直流輸電(VSC-HVDC)是繼交流輸電、常規直流輸電之后的新一代直流輸電技術。柔性直流輸電技術具有有功、無功可獨立調節，弱電網接入和低電壓穿越能力強，低交流濾波及無功補償需求等特點。模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)具有具備控制靈活、模塊擴展性、開關頻率低、諧波含量低等特點。目前，我國已建成的上海南匯柔性直流工程、南澳三端柔性直流工程、舟山五端柔性直流工程、廈門±320kV柔性直流示范工程及張北直流電網工程均采用MMC結構。

交流單相接地故障是電力系統中發生最普遍和最頻繁的故障類型。發生交流單相接地故障時，MMC的動態特性會發生較大變化，子模塊電容電壓波動不可避免地會增大，可能產生器件過電壓，導致電力電子器件的損壞。因此探索抑制交流單相接地故障下MMC子模塊電容電壓波動的方法，有助于提高MMC的可靠性，具有重要的工程意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，可以有效降低故障期間子模塊電容電壓波動，并減少MMC子模塊在故障期間所承受的最大電壓。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

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，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。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，以電壓的基頻和二倍頻波動分量作為抑制目標，對注入的二倍頻環流進行了幅值和相位的優化設計，最后通過改變調制波信號在三相中注入所計算的二倍頻環流。該方法可以有效降低故障期間子模塊電容電壓波動，并減少MMC子模塊在故障期間所承受的最大電壓。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法的整體系統控制框圖。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

本發明實施例提供一種故障下抑制MMC子模塊電容電壓波動的二倍頻環流注入方法，流程圖與整體系統控制框圖如圖1～圖2所示，該方法主要包括如下步驟：