[發(fā)明專(zhuān)利]數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110582603.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113489397A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李浩閃;孫永輝;顧軍萍;毛志強(qiáng);趙艷坤;劉露;孫亮;宇文哲;郭瓏翔;喬亞鵬;孟磊;馬金浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司行唐縣供電分公司;國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02P13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02P13/00;H02M7/483;H02M1/00
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 巴少謙

1.一種數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：包括MMC基本控制策略、電壓補(bǔ)償控制策略以及電子變壓器數(shù)據(jù)校正方法；

其中，MMC基本控制包括MCC電壓外環(huán)控制和MCC電流內(nèi)環(huán)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：所述MMC基本控制策略如下：橋臂間電容電壓控制部分輸出量與變換器的輸出電流i_L相加，再將結(jié)果的1/2作為電流指令信號(hào)；隨后與電容總電壓平衡控制的輸出信號(hào)相加，最終分別得到上、下橋臂對(duì)應(yīng)電流參考信號(hào)i_1ref、i_2ref，作為電流內(nèi)環(huán)控制器的輸入；參考信號(hào)分別與上、下橋臂電流i₁、i₂做差比較之后，經(jīng)過(guò)比例控制器P，得到電流內(nèi)環(huán)控制器的輸出信號(hào)di_1ref、d_2ref，再與對(duì)應(yīng)橋臂的PWM靜態(tài)占空比D₁、D₂相加之后得到對(duì)應(yīng)橋臂的公共占空比信號(hào)d₁、d₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：MCC電壓外環(huán)控制采用多重控制，具體包括電容總電壓平衡控制、橋臂間電容電壓均衡控制與低頻紋波抑制以及子模塊電容電壓均衡控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：所述電容總電壓平衡控制通過(guò)控制輸入到變換器的總有功功率，，以實(shí)現(xiàn)變換器橋臂中所有子模塊的電容總電壓平衡控制。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：所述橋臂間電容電壓控制通過(guò)調(diào)整橋臂之間的有功功率分配，以實(shí)現(xiàn)每一組上、下橋臂中子模塊的電容電壓均衡控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：在橋臂間電容電壓均衡控制中，低通濾波器保留輸出的二倍頻紋波電壓，并與直流分量共同參與反饋控制；然后經(jīng)過(guò)PR控制器與PI控制器形成的復(fù)合控制器，在實(shí)現(xiàn)橋臂間電容電壓均衡控制的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述低頻紋波抑制。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：所述子模塊電容電壓均衡控制通過(guò)調(diào)整每個(gè)橋臂內(nèi)子模塊的輸出電壓，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)橋臂內(nèi)子模塊的電容電壓均衡控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生故障時(shí)，采用所述電壓補(bǔ)償控制策略進(jìn)行電壓補(bǔ)償，以提高電網(wǎng)電能質(zhì)量；

電壓補(bǔ)償控制包括電壓檢測(cè)及補(bǔ)償電壓計(jì)算和電壓/電流雙環(huán)控制；當(dāng)發(fā)生電壓跌落故障時(shí)，將三相電壓由三相靜止坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系后分離出直流分量，利用已分離出的直流分量計(jì)算補(bǔ)償電壓幅值以及相位角，再與電網(wǎng)正序基波電壓有效值及相位角相比較，得到補(bǔ)償電壓；利用補(bǔ)償電壓作為參考值，通過(guò)電壓/電流雙環(huán)控制得到控制信號(hào)，雙環(huán)控制中電壓環(huán)采用PR控制器，電流環(huán)采用P控制器，將電壓/電流雙環(huán)控制得到控制信號(hào)與MMC基本控制信號(hào)結(jié)合，通過(guò)PWM調(diào)制生成功率器件的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓跌落故障的治理。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：所述電子變壓器數(shù)據(jù)校正方法采用改進(jìn)傳統(tǒng)離散傅里葉變換算法完成對(duì)電子式變壓器采樣數(shù)據(jù)的有效提取；電子式變壓器中使用了大量電力電子器件，基頻主譜線(xiàn)易受到高次諧波、譜間干擾的影響，因此采用快速傅里葉變換與窗函數(shù)相結(jié)合的方法校正主頻譜，以減少電子式變壓器采樣數(shù)據(jù)中幅值與相位的誤差。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)字變電站中電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法，其特征在于：利用MATLAB/Simulink構(gòu)建仿真模型，通過(guò)在電子式變壓器一次側(cè)和二次側(cè)引入擾動(dòng)，對(duì)電子式變壓器自適應(yīng)控制與校正方法的動(dòng)態(tài)性能、電能質(zhì)量和采樣準(zhǔn)確率進(jìn)行評(píng)估。