[發(fā)明專利]基于循環(huán)耦合關(guān)系的三相橋臂直流電流不均衡分析方法

在審

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN112986703A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 林莉;汪莎莎;范米;王靜芝;譚惠丹;林雨露
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R29/16
• 分類號: G01R29/16;H02J3/36
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 胡博文

本發(fā)明公開了一種基于循環(huán)耦合關(guān)系的三相橋臂直流電流不均衡分析方法，包括步驟：S1.若MMC所連交流系統(tǒng)發(fā)生不對稱交流故障，則分解出MMC交流出口電流的負序分量；S2.確定MMC橋臂電流的解析表達式；S3.確定MMC內(nèi)部各電氣量的解析表達式；S4.根據(jù)MMC內(nèi)部各電氣量的解析表達式，求解MMC橋臂電流的二倍頻分量的幅值和相位；S5.分解出MMC橋臂波動電壓中的直流分量，并與波動前橋臂電壓分量相加，得到波動后橋臂電壓直流分量；S6.將波動后橋臂電壓直流分量作為電壓源，繪制MMC等效直流電路。本發(fā)明能夠較為準確和直觀地說明不對稱交流故障下三相橋臂直流電流的不均衡現(xiàn)象，有利于對交流故障穿越控制的研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種基于循環(huán)耦合關(guān)系的三相橋臂直流電流不均衡分析方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的進步，基于模塊化多電平換流器(Modular MultilevelConverter,MMC)的柔性直流輸電技術(shù)已在國內(nèi)外工程中被廣泛應用。柔性直流系統(tǒng)發(fā)生交流故障，即使是單相接地故障都可能導致柔性直流系統(tǒng)閉鎖甚至停運，降低系統(tǒng)的可靠性，因此由交流故障引發(fā)的柔性直流系統(tǒng)整體故障穿越是柔性直流發(fā)展和應用中亟待解決的關(guān)鍵問題。而研究交流故障穿越的首要任務是分析交流側(cè)故障對模塊化多電平換流器(MMC)的影響，為后續(xù)研究柔直交流故障穿越控制方法奠定理論基礎。

目前，對于交流故障對MMC的影響研究主要集中在不對稱交流故障狀態(tài)下的橋臂電壓、橋臂電流、電容電壓和電容電流等關(guān)鍵電氣量的數(shù)學表述，而上述關(guān)鍵量的表達式的推導都是基于假設三相橋臂直流電流均衡分布的前提下。而實際上，不對稱交流故障發(fā)生時，負序分量會使得橋臂直流電流在三相間不再均衡分配，目前的研究都忽略了三相橋臂直流電流在故障時的不均衡現(xiàn)象。當三相橋臂直流電流不再均衡分配，也即三相橋臂直流電流不再相等時，MMC橋臂的三相應力不同，不利于MMC的長期安全穩(wěn)定運行，因此有必要對三相橋臂直流電流在故障時的不均衡現(xiàn)象進行研究。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供基于循環(huán)耦合關(guān)系的三相橋臂直流電流不均衡分析方法，能夠較為準確和直觀地說明不對稱交流故障下三相橋臂直流電流的不均衡現(xiàn)象，有利于對交流故障穿越控制的研究。

本發(fā)明的基于循環(huán)耦合關(guān)系的三相橋臂直流電流不均衡分析方法，包括如下步驟：

S1.若MMC所連交流系統(tǒng)發(fā)生不對稱交流故障，則分解出MMC交流出口電流的負序分量；

S2.根據(jù)MMC交流出口電流的負序分量，并假設橋臂電流中存在二倍頻負序分量和二倍頻零序分量，則確定MMC橋臂電流的解析表達式；

S3.基于MMC橋臂電流的解析表達式，確定MMC內(nèi)部各電氣量的解析表達式，所述MMC內(nèi)部各電氣量的解析表達式包括子模塊電容電流、子模塊電容波動電壓以及MMC橋臂波動電壓；

S4.根據(jù)MMC內(nèi)部各電氣量的解析表達式，求解MMC橋臂電流的二倍頻分量的幅值和相位；

S5.分解出MMC橋臂波動電壓中的直流分量，并與波動前橋臂電壓分量相加，得到波動后橋臂電壓直流分量；

S6.將波動后橋臂電壓直流分量作為電壓源，繪制MMC等效直流電路。

進一步，根據(jù)如下公式確定子模塊電容電流：