抑制柔性开关环流方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及一种抑制柔性开关环流方法、装置、系统及存储介质，通过三相内部电流，经过二倍频负序坐标变换得到柔性开关内部电流的d、q轴电流分量，将d、q轴电流分量与环流d、q轴分量的参考值相减后，经过电压参考值计算公式计算得到内部不平衡压降的d、q轴电压参考值，再经过二倍频负序坐标逆变换得到负序三相的内部压降电压参考值，利用内部压降电压参考值得到的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压控制柔性开关上下桥臂工作状态，进而控制整个柔性开关工作状态。该方法环流抑制效果好、响应快、适应性强，可以快速抑制内部电流中的二次谐波分量，具有较强的动态响应能力，降低了柔性开关的损耗，提高了柔性开关的整体稳态运行效率。

【技术实现步骤摘要】
抑制柔性开关环流方法、装置、系统及存储介质
本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种抑制柔性开关环流方法、装置、系统及存储介质。
技术介绍
柔性直流输电作为新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，主要是由换流站和直流输电线路构成。基于电压源换流器的直流输电技术是由加拿大麦吉尔大学于1990年提出，电压源换流器的直流输电技术是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型输电技术，该直流输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。模块化多电平柔性开关作为一种高压、大容量电压源型换流器拓扑，该模块化多电平柔性开关应用到市场上，如已经建成投运的上海南汇柔性直流输电示范工程、舟山五端柔性直流输电工程、广东南澳三端柔性直流输电工程等均采用模块化多电平柔性开关拓扑的柔性直流输电。但是，该模块化多电平柔性开关自身也存在一些不足，如该模块化多电平柔性开关各相的上桥臂和下桥臂电流中除了承担交流网侧输出的功率分量外，也存在一部分谐波偏置分量，该分量仅在模块化多电平柔性开关内部流通，而对其直流侧和交流侧的功率输出没有影响，把该电流分量定义为环流，若环流叠加在模块化多电平柔性开关各相的上桥臂电流或者下桥臂电流内，一方面提高了功率开关器件额定电流容量，增大了系统成本；另一方面增加了损耗，并使功率开关管发热严重，甚至烧毁，影响该模块化多电平柔性开关以及柔性直流输电的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种抑制柔性开关环流方法、装置、系统及存储介质，用于解决现有模块化多电平柔性开关中存在环流，让该开关的损耗增加降低了其性能以及使用寿命，也会使得应用此开关的直流输电系统寿命降低的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种抑制柔性开关环流方法，应用于柔性直流输电上，包括以下步骤：获取柔性开关三相的内部电流，并对所述内部电流采用二倍频负序坐标变换得到内部电流的d轴电流分量和q轴电流分量；将所述d轴电流分量和所述q轴电流分量通过电压参考值计算公式计算，得到d轴电压参考值和q轴电压参考值，并对所述d轴电压参考值和所述q轴电压参考值采用二倍频负序坐标逆变换，得到柔性开关三相的内部压降电压参考值；根据所述内部压降电压参考值并通过柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式计算，得到柔性开关的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压；根据所述上桥臂参考电压和所述下桥臂参考电压控制柔性开关上、下桥臂的电压，从而控制柔性开关中各个子模块的导通或截止。优选地，所述内部电流为柔性开关上桥臂电流与柔性开关下桥臂电流之和的平均数。优选地，该电压参考值计算公式为：式中，L为柔性开关中的桥臂电感，kp为PI控制器的比例系数，ki为PI控制器的积分系数，ω为柔性开关的基波角速度，s为PI控制器的微分算子，usumd_ref为d轴电压参考值，usumq_ref为q轴电压参考值，i2fd为d轴电流分量，i2fq为q轴电流分量，i2fd_ref为d轴电流分量参考值。优选地，柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式为：式中，upj_ref为柔性开关的上桥臂参考电压，unj_ref为柔性开关的下桥臂参考电压，Udc为柔性直流输电上的直流母线电压，uvj_ref为柔性直流输电交流侧输出电压的参考值，usumj_ref内部压降电压参考值。本专利技术实施例还提供一种抑制柔性开关环流装置，应用于柔性直流输电上，包括电流分量计算单元、压降电压计算单元、桥臂电压计算单元和控制单元；所述电流分量计算单元，用于获取柔性开关三相的内部电流，并对所述内部电流采用二倍频负序坐标变换得到内部电流的d轴电流分量和q轴电流分量；所述压降电压计算单元，用于将所述d轴电流分量和所述q轴电流分量通过电压参考值计算公式计算，得到d轴电压参考值和q轴电压参考值，并对所述d轴电压参考值和所述q轴电压参考值采用二倍频负序坐标逆变换，得到柔性开关三相的内部压降电压参考值；所述桥臂电压计算单元，用于根据所述内部压降电压参考值并通过柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式计算，得到柔性开关的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压；所述控制单元，用于根据所述上桥臂参考电压和所述下桥臂参考电压控制柔性开关上、下桥臂的电压，从而控制柔性开关中各个子模块的导通或截止。优选地，所述内部电流为柔性开关上桥臂电流与柔性开关下桥臂电流之和的平均数。优选地，该电压参考值计算公式为：式中，L为柔性开关中的桥臂电感，kp为PI控制器的比例系数，ki为PI控制器的积分系数，ω为柔性开关的基波角速度，s为PI控制器的微分算子，usumd_ref为d轴电压参考值，usumq_ref为q轴电压参考值，i2fd为d轴电流分量，i2fq为q轴电流分量，i2fd_ref为d轴电流分量参考值。优选地，柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式为：式中，upj_ref为柔性开关的上桥臂参考电压，unj_ref为柔性开关的下桥臂参考电压，Udc为柔性直流输电上的直流母线电压，uvj_ref为柔性直流输电交流侧输出电压的参考值，usumj_ref内部压降电压参考值。本专利技术还提供一种抑制柔性开关环流系统，包括处理器以及存储器；所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的抑制柔性开关环流方法。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的抑制柔性开关环流方法的步骤。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：1.该抑制柔性开关环流方法通过三相内部电流，经过二倍频负序坐标变换得到柔性开关内部电流的d、q轴电流分量，将d、q轴电流分量与环流d、q轴分量的参考值相减后，经过电压参考值计算公式计算得到内部不平衡压降的d、q轴电压参考值，再经过二倍频负序坐标逆变换得到负序三相的内部压降电压参考值，利用内部压降电压参考值得到的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压控制柔性开关上下桥臂工作状态，进而控制整个柔性开关工作状态。该方法环流抑制效果好、响应快、适应性强，通过二倍频负序坐标变换和逆变换以及结合耦合消除，可以快速抑制三相内部电流中的二次谐波分量，具有较强的动态响应能力，降低了柔性开关的损耗，从而提高了柔性开关的整体稳态运行效率。解决了现有模块化多电平柔性开关中存在环流，让该开关的损耗增加降低了其性能以及使用寿命，也会使得应用此开关的直流输电系统寿命降低的技术问题；2.该抑制柔性开关环流装置通过电流分量计算单元得到柔性开关内部电流的d、q轴电流分量，经过压降电压计算单元将d、q轴电流分量与环流d、q轴分量的参考值相减后得到内部不平衡压降的d、q轴电压参考值，再经过二倍频负序坐标逆变换得到负序三相的内部压降电压参考值，采用桥臂电压计算单元计算得到的上桥臂参考本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制柔性开关环流方法，应用于柔性直流输电上，其特征在于，包括以下步骤：/n获取柔性开关三相的内部电流，并对所述内部电流采用二倍频负序坐标变换得到内部电流的d轴电流分量和q轴电流分量；/n将所述d轴电流分量和所述q轴电流分量通过电压参考值计算公式计算，得到d轴电压参考值和q轴电压参考值，并对所述d轴电压参考值和所述q轴电压参考值采用二倍频负序坐标逆变换，得到柔性开关三相的内部压降电压参考值；/n根据所述内部压降电压参考值并通过柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式计算，得到柔性开关的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压；/n根据所述上桥臂参考电压和所述下桥臂参考电压控制柔性开关上、下桥臂的电压，从而控制柔性开关中各个子模块的导通或截止。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑制柔性开关环流方法，应用于柔性直流输电上，其特征在于，包括以下步骤：
获取柔性开关三相的内部电流，并对所述内部电流采用二倍频负序坐标变换得到内部电流的d轴电流分量和q轴电流分量；
将所述d轴电流分量和所述q轴电流分量通过电压参考值计算公式计算，得到d轴电压参考值和q轴电压参考值，并对所述d轴电压参考值和所述q轴电压参考值采用二倍频负序坐标逆变换，得到柔性开关三相的内部压降电压参考值；
根据所述内部压降电压参考值并通过柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式计算，得到柔性开关的上桥臂参考电压和下桥臂参考电压；
根据所述上桥臂参考电压和所述下桥臂参考电压控制柔性开关上、下桥臂的电压，从而控制柔性开关中各个子模块的导通或截止。


2.根据权利要求1所述的抑制柔性开关环流方法，其特征在于，所述内部电流为柔性开关上桥臂电流与柔性开关下桥臂电流之和的平均数。


3.根据权利要求1所述的抑制柔性开关环流方法，其特征在于，该电压参考值计算公式为：



式中，L为柔性开关中的桥臂电感，kp为PI控制器的比例系数，ki为PI控制器的积分系数，ω为柔性开关的基波角速度，s为PI控制器的微分算子，usumd_ref为d轴电压参考值，usumq_ref为q轴电压参考值，i2fd为d轴电流分量，i2fq为q轴电流分量，i2fd_ref为d轴电流分量参考值。


4.根据权利要求1所述的抑制柔性开关环流方法，其特征在于，柔性开关上下桥臂的投入电压计算公式为：



式中，upj_ref为柔性开关的上桥臂参考电压，unj_ref为柔性开关的下桥臂参考电压，Udc为柔性直流输电上的直流母线电压，uvj_ref为柔性直流输电交流侧输出电压的参考值，usumj_ref内部压降电压参考值。


5.一种抑制柔性开关环流装置，应用于柔性直流输电上，其特征在于，包括电流分量计算单元、压降电压计算单元、桥臂电压计算单元和控制单元；
所述电流分量计算单元，用于获取柔性开关三相的内部电流，并对所述内部电流采用二倍频负序坐标变换得到内部电流的d轴电流分量和q轴电流分量；
所述压降电...

【专利技术属性】
技术研发人员：史训涛，柯清派，雷金勇，袁智勇，白浩，徐全，徐敏，郭祚刚，谈赢杰，黄安迪，周长城，林跃欢，余文辉，罗俊平，顾衍璋，吴争荣，汪皓，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44