[發明專利]一種MMC自適應相功率均衡控制方法及系統

在審

• 申請號: 202211026915.0
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115395809A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 尹項根;陳衛;竇真蘭;張春雁;孫沛;于吉;肖繁;張侃君;賴錦木
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華中科技大學;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;鄭州大學
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M7/5387;H02M1/32;H02J3/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

1.一種MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、分別對MMC的各相電容電壓平均值與三相子模塊總體電容電壓平均值的差值進行PI控制，得到各相的不平衡功率；

S2、對分配系數k_m進行初始化；

S3、分別對每一相的不平衡功率按照所述分配系數k_m進行分配，得到各相的第一不平衡功率和第二不平衡功率；分別基于各相的第一不平衡功率對對應橋臂的交流電壓參考值進行零序電壓注入；分別將各相的第二不平衡功率除以MMC直流母線電壓，得到對應橋臂的直流環流參考值；

S4、分別對各橋臂，基于其交流電壓參考值進行橋臂內子模塊電容電壓平衡控制，同時，基于其直流環流參考值進行內環橋臂電流控制；

S5、以MMC交流電壓過調制為邊界，綜合MMC各相交流電壓處于臨界過調制狀態下的所能均衡的不平衡功率，對分配系數k_m進行更新，轉至步驟S3，以對MMC相功率進行持續均衡控制。

2.根據權利要求1所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，第j相的第一不平衡功率為：ΔP_j0＝k_m×ΔP_j；第j相的第二不平衡功率為：ΔP_jdc＝(1-k_m)×ΔP_j；

其中，ΔP_j為第j相的不平衡功率；j＝a,b,c；k_m∈[0,1]；當k_m＝1時，每一相的不平衡功率經分配后僅得到其第一不平衡功率；當k_m＝0時，每一相的不平衡功率經分配后僅得到其第二不平衡功率。

3.根據權利要求2所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，所述分配系數k_m通過以下公式進行更新，具體為：

k_m＝min(k_j)

其中，k_j為第j相的功率分配系數，具體為：U₀和分別為當k_m＝1時使得MMC三相功率均相等時所需注入的零序電壓的幅值及相角；U_j為MMC第j相交流電壓幅值；U_dc為MMC母線直流電壓；m_j為MMC第j相電壓調制比。

4.根據權利要求3所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，MMC第j相電壓調制比m_j為：

5.根據權利要求3所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，通過判斷第j相的調制比m_j＝1時零序電壓的臨界注入量U_j0b與k_m＝1時零序電壓的注入量U₀的大小，來判斷第j相是否出現過調制；具體為：當U₀≤U_j0b時，第j相沒有出現過調制，此時MMC第j相電壓調制比m_j≤1；當U₀＞U_j0b時，第j相出現過調制，此時MMC第j相電壓調制比m_j＞1；其中，

6.根據權利要求1-5任意一項所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，MMC第j相的電容電壓平均值U'_Cj為MMC第j相的各子模塊電容電壓的平均值經過二倍頻陷波器濾波后所得的結果；其中，j＝a,b,c。

7.根據權利要求1-5任意一項所述的MMC自適應相功率均衡控制方法，其特征在于，所述三相子模塊總體電容電壓平均值為：其中，為MMC第j相的電容電壓平均值。

8.一種MMC自適應相功率均衡控制系統，其特征在于，包括：存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時執行權利要求1-7任意一項所述的MMC自適應相功率均衡控制方法。