[發明專利]抑制MMC-HVDC系統直流電壓波動的等效電容控制方法

有效

• 申請號: 202111464793.9
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114094604B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 晏昕童;毛玉賓;邵紅博;程昱明;張武其;王傳捷;王洋;袁鵬
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司經濟技術研究院;國家電網有限公司;湖南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 張真真

1.一種抑制MMC-HVDC系統直流電壓波動的等效電容控制方法，其特征在于，其步驟如下：

S1、根據MMC平均值數學模型和直流線路的MMC有功分量電氣等值模型，利用線性時不變建模方法推導得到MMC直流側電壓u_dc的表達式以及MMC換流器所吸收的有功功率P_conv的表達式；

所述MMC直流側電壓u_dc的表達式為：

其中，P_dco為對側換流站直流輸出功率，C_dc表示直流線路等值電容，P_dc為本側MMC直流側輸入功率，t表示時間；

所述MMC換流器所吸收的有功功率P_conv的表示式為：

其中，W_conv為MMC中所儲存的能量，C_eqconv＝6C_arm且C_arm為MMC橋臂等值電容，u_pj為MMC中j相上橋臂電壓，u_nj為MMC中j相下橋臂電壓，P_ac表示MMC交流側輸出功率；

S2、根據直流線路的MMC有功分量電氣等值模型、MMC直流側電壓u_dc的表達式以及MMC換流器所吸收的有功功率P_conv的表示式，得到MMC等效電容C_eq與直流側電壓之間的定量關系；

所述MMC等效電容C_eq與直流側電壓之間的定量關系為：

其中，C_eq表示MMC等效電容，k_conv為等效電容系數；

S3、將步驟S2中得到的MMC等效電容C_eq與直流電壓之間的定量關系引入至MMC直流電壓控制器中，以調節有功擾動時直流側電壓波動。

2.根據權利要求1所述的抑制MMC-HVDC系統直流電壓波動的等效電容控制方法，其特征在于，所述MMC平均值數學模型表示為：

其中，u_pj為MMC換流器j相上橋臂電壓，u_nj為MMC換流器j相下橋臂電壓，t表示時間，為MMC換流器j相上橋臂所有子模塊電壓之和，為MMC換流器j相下橋臂所有子模塊電壓之和，R_arm為MMC換流器橋臂電阻，L_arm為MMC換流器濾波電感，為MMC換流器j相上橋臂電流，為MMC換流器j相下橋臂電流，為MMC換流器j相循環電流，i_j為MMC換流器交流側j相電流，u_dc為MMC換流器直流側電壓，i_dc為MMC換流器直流側電流，j＝a,b,c。

3.根據權利要求1或2所述的抑制MMC-HVDC系統直流電壓波動的等效電容控制方法，其特征在于，所述直流線路的MMC有功分量電氣等值模型表示為：

其中，P_dco為對側換流站直流輸出功率，P_dc為本側MMC直流側輸入功率，u_dc為本側MMC直流側電壓，C_dc表示直流線路等值電容，t表示時間，ω為電網角頻率，i_dc為本側MMC直流側直流電流，i_dcl為本側MMC直流側直流線路電流，為本側MMC交流側基波電流d軸分量，為本側MMC交流側基波電流q軸分量，為本側MMC交流出口基波電壓d軸分量，為本側MMC交流出口基波電壓q軸分量，為本側MMC交流側電網基波電壓d軸分量，為本側MMC交流側電網基波電壓q軸分量，為本側MMC交流側公共耦合點基波電壓d軸分量，為本側MMC交流側公共耦合點基波電壓q軸分量，R_f為本側MMC交流濾波電阻，L_f為本側MMC交流濾波電感，R_arm為本側MMC橋臂電阻，L_arm為本側MMC濾波電感，R_G為本側MMC交流側電網電阻，L_G為本側MMC交流側電網電感。

4.根據權利要求1所述的抑制MMC-HVDC系統直流電壓波動的等效電容控制方法，其特征在于，在步驟S3中，MMC等效電容所提供的功率P_conv可進一步表示為：同時對等式兩邊進行積分，得到擾動期間由等效電容所提供的支撐能量。