[發(fā)明專利]一種模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法

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• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114865680A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周敬森;方輝;辛業(yè)春;王延旭;陳詠濤;朱晟毅;向紅吉;余亞南;胡利寧;張友強;宋偉;李俊杰;宮林
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;東北電力大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/01;H02J3/00;H02M7/5387;H02M7/483
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 王會改

1.一種模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理，建立模塊化多電平換流器數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建模塊化多電平換流器與電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的阻抗關(guān)系，分析模塊化多電平換流器的阻抗特性；

步驟2：根據(jù)模塊化多電平換流器的阻抗特性，提出附加準(zhǔn)比例諧振控制器方法抑制系統(tǒng)寬頻振蕩；

步驟3：根據(jù)步驟1所述的模塊化多電平換流器的阻抗特性，對步驟2所述的附加準(zhǔn)比例諧振控制器的參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)模塊化多電平換流器特定諧振頻率的抑制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為雙極架構(gòu)，其等效模型由半橋子模塊，橋臂等效電阻、橋臂電抗組成；所述模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)包括功率外環(huán)、電流控制環(huán)、環(huán)流抑制器；根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)，建立模塊化多電平換流器的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建模塊化多電平換流器與電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的阻抗關(guān)系，分析模塊化多電平換流器的阻抗特性。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述模塊化多電平換流器數(shù)學(xué)模型為：

公式中，L為橋臂電感，R為電阻，i_x為三相的交流側(cè)相電流，i_xt為三相橋臂環(huán)流，v_ac為交流側(cè)相電壓，v_xu、v_xl分別為上下橋臂總的電容電壓，m_xu、m_xl分別為為由控制系統(tǒng)決定的上、下橋臂的調(diào)制函數(shù)，C為等效橋臂電容，上標(biāo)s代表變量的穩(wěn)態(tài)值，Δ代表小信號分量，根據(jù)數(shù)學(xué)模型計算能夠得到模塊化多電平換流器的阻抗特性。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，由模塊化多電平換流器系統(tǒng)與交流電網(wǎng)接口關(guān)系圖，根據(jù)基爾霍夫定律得到模塊化多電平換流器與電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的阻抗關(guān)系為：

公式中，交流系統(tǒng)等效為電壓源V_g和等效阻抗Z_g，柔直側(cè)子系統(tǒng)等效為電流源I_c和等效阻抗Z_mmc，并網(wǎng)點電流為I。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述分析模塊化多電平換流器的阻抗特性包括延時環(huán)節(jié)的影響以及在有無延時的情況下分別改變電流內(nèi)環(huán)、環(huán)流抑制、功率外環(huán)控制環(huán)節(jié)的參數(shù)對阻抗特性的影響。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：

模塊化多電平換流器采用雙環(huán)控制輸出的dq軸電壓信號通過派克反變換獲得三相電壓信號，對公共耦合點處的電壓信號采樣，經(jīng)過附加準(zhǔn)比例諧振控制器得到振蕩分量，將相反的振蕩分量與三相電壓信號進行疊加，為特定諧振頻率處小范圍頻段提供正阻尼，從而抑制系統(tǒng)寬頻振蕩。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述步驟3具體包括：

利用阻抗分析法對模塊化多電平換流器阻抗特性分析后，提出針對當(dāng)前模塊化多電平換流器特定振蕩頻率的參數(shù)優(yōu)化方法，即通過設(shè)置附加準(zhǔn)比例諧振控制器的內(nèi)部參數(shù)，實現(xiàn)抑制特定諧振頻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述通過設(shè)置附加準(zhǔn)比例諧振控制器的內(nèi)部參數(shù)，實現(xiàn)抑制特定諧振頻率，具體包括：對公共耦合點處的電壓進行采樣，將附加準(zhǔn)比例諧振控制器輸出的負(fù)值加入調(diào)制指數(shù)中，模塊化多電平換流器端輸出與系統(tǒng)振蕩方向相反的電壓，以減輕振蕩諧波；通過調(diào)整附加準(zhǔn)比例諧振控制器的控制參數(shù)，改變模塊化多電平換流器阻抗，從而改變阻抗交點的相位裕度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平換流器的特定諧振頻率抑制方法，其特征在于，所述特定諧振頻率為引起系統(tǒng)發(fā)生諧振的特定頻率，根據(jù)模塊化多電平換流器與電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的阻抗關(guān)系在分析幅頻和相頻特性時獲取。