[發(fā)明專(zhuān)利]模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210515745.6
• 申請(qǐng)日: 2022-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114726188A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李可軍;劉智杰;錢(qián)建行;郭忠霖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H02M7/483
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強(qiáng)

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法。包括以下過(guò)程：獲取模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的運(yùn)行參量，所述運(yùn)行參量至少包括風(fēng)速，并獲取最高頻率風(fēng)速；向模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器中注入循環(huán)電流二倍頻分量；其中，循環(huán)電流二倍頻分量滿足如下條件：注入的循環(huán)電流二倍頻分量的角度為最佳角度，當(dāng)實(shí)際風(fēng)速大于最高頻率風(fēng)速時(shí)的子模塊電容電壓紋波與最高頻率風(fēng)速下的子模塊電容電壓紋波保持一致；與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明通過(guò)注入循環(huán)電流的二次諧波分量，可以顯著降低子模塊電容器的電壓紋波，減小設(shè)備的體積，降低設(shè)備的成本，提高設(shè)備的運(yùn)行可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

常規(guī)能源是不可再生的，會(huì)造成環(huán)境污染。可再生能源，尤其是風(fēng)能的開(kāi)發(fā)已經(jīng)引起了越來(lái)越多的關(guān)注。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的容量也在逐漸增大。在過(guò)去的三十年里，風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的規(guī)模和容量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。一些制造商甚至開(kāi)始開(kāi)發(fā)容量為10MW的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

在兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，永磁同步發(fā)電機(jī)(Permanent Magnet SynchronousGenerator，PMSG)和全功率變換器已被廣泛采用。隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)已廣泛應(yīng)用于海上風(fēng)力發(fā)電和高壓直流技術(shù)。然而，與傳統(tǒng)的兩電平和三電平變換器不同，MMC的電容器不直接連接到直流母線。其電容器安裝在子模塊中。在MMC運(yùn)行期間，臂電流將通過(guò)子模塊電容器，這將導(dǎo)致電容器電壓波動(dòng)。通常，電容器電壓紋波不應(yīng)增加標(biāo)稱(chēng)電容器電壓的10％，否則過(guò)電壓會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體和電容器擊穿。因此，MMC通常需要電容值較大的電容器。大電容不僅會(huì)增加成本，而且會(huì)增加換流器的空間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法，通過(guò)注入循環(huán)電流的二次諧波分量，抑制了子模塊電容器的電壓紋波，從而可以使用電容值更小的子模塊電容。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明第一方面提供了一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法。

一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制方法，包括以下過(guò)程：

獲取模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的運(yùn)行參量，所述運(yùn)行參量至少包括風(fēng)速，并獲取最高頻率風(fēng)速；

向模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器中注入循環(huán)電流二倍頻分量；

其中，循環(huán)電流二倍頻分量滿足如下條件：注入的循環(huán)電流二倍頻分量的角度為最佳角度，當(dāng)實(shí)際風(fēng)速大于最高頻率風(fēng)速時(shí)的子模塊電容電壓紋波與最高頻率風(fēng)速下的子模塊電容電壓紋波保持一致。

本發(fā)明第二方面提供了一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制系統(tǒng)。

一種模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的恒電容電壓紋波控制系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置為：獲取模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器的運(yùn)行參量，所述運(yùn)行參量至少包括風(fēng)速，并獲取最高頻率風(fēng)速；

紋波控制控制模塊，被配置為：向模塊化多電平拓?fù)滹L(fēng)電變換器中注入循環(huán)電流二倍頻分量；

其中，循環(huán)電流二倍頻分量滿足如下條件：注入的循環(huán)電流二倍頻分量的角度為最佳角度，當(dāng)實(shí)際風(fēng)速大于最高頻率風(fēng)速時(shí)的子模塊電容電壓紋波與最高頻率風(fēng)速下的子模塊電容電壓紋波保持一致。