一种MMC-HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种MMC

【技术实现步骤摘要】
一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法


[0001]本专利技术实施例涉及电力系统柔性输配电和电力电子
，尤其涉及一种MMC
‑
HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法。

技术介绍

[0002]随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用，基于电压源换流器的高压直流输电技术(Voltage
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Sourced Converter High Voltage Direct Current，VSC
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HVDC)日益受到重视。模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)是柔性直流输电系统应用中电压源换流器的一种，以其显著的优势广泛应用于柔性直流输电和新能源接入系统。
[0003]MMC
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HVDC直流输电系统每个桥臂由数量较多的子模块级联组成，工程中采用最近电平逼近调制方式，并时刻对众多子模块电容电压进行排序，以实现每个桥臂投入、切除子模块的个数，使交直流侧的输出电压逼近所需调制电压，实现系统的稳定运行及子模块电容电压的均衡。
[0004]MMC
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HVDC直流输电系统主要的均压方法是根据子模块电容电压大小的排序情况和桥臂电流方向，当桥臂电流为充电电流时选择电容电压低的子模块投入，当桥臂电流为放电电流时选择电容电压高的子模块投入，以此来达到电容电压的平衡。
[0005]MMC在对子模块电容电压进行排序时，通常引入一个保持因子，增大前一时刻处于投入状态的子模块下一时刻仍投入的概率,即降低子模块开关频率，一般情况下，保持因子略大于1。
[0006]MMC
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HVDC直流输电系统在运行过程中，子模块电压存在一定的发散现象，导致换流器与换流器之间的直流电压不完全一致，特别是背靠背系统，由于直流侧基本无阻抗或阻抗较小，直流电压不一致在小功率工况下子模块电压发散现象影响更大将进一步导致直流侧电流振荡。

技术实现思路

[0007]基于现有技术的上述情况，本专利技术实施例的目的在于提供一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法，实现了直流输电系统不同功率点执行不同开关频率优化保持因子，降低小功率下子模块电容电压发散程度，从而解决小功率下直流输电系统振荡问题。
[0008]为达到上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法，包括步骤：
[0009]S1、基于系统参数对系统进行仿真；
[0010]S2、根据仿真结果得到该直流输电系统的功率振荡区间及振荡频率，并根据所述功率振荡区间及振荡频率计算得到该直流输电系统的直流电流振荡区间；
[0011]S3、采集MMC的六桥臂电流；
[0012]S4、根据所述MMC的六桥臂电流计算得到直流输电系统的直流电流；
[0013]S5、根据直流电流与直流电流振荡区间的关系选取开关频率优化保持因子；
[0014]S6、根据子模块的电容电压和所选取的开关频率优化保持因子对子模块进行均压排序。
[0015]1.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
[0016]S7、根据排序结果向子模块下发脉冲指令。
[0017]进一步的，所述步骤S1中，基于MMC
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HVDC直流输电系统参数和换流阀参数，采用换流阀均压排序算法和子模块开关频率优化算法对系统进行仿真。
[0018]进一步的，所述步骤S5中，根据直流电流与直流电流振荡区间的关系选取开关频率优化保持因子，包括：
[0019]当直流电流≥直流电流振荡区间最大值时，开关频率优化保持因子选取为第一优化保持因子F1；
[0020]当直流电流＜直流电流振荡区间最大值时，开关频率优化保持因子选取为第二优化保持因子F2；
[0021]其中，F1>F2。
[0022]进一步的，所述步骤S6中，根据子模块的电容电压和所选取的开关频率优化保持因子对子模块进行均压排序，包括：
[0023]若电流为充电方向，需要投入电容电压较低的N个子模块，将前一时刻于切除状态模块电压乘以开关频率优化保持因子，再进行排序；
[0024]若电流处于放电方向，将前一时刻处于投入状态子模块乘以开关频率优化保持因子，再进行排序。
[0025]进一步的，所述步骤S7中，根据开关频率优化保持因子、投入和/或切除的子模块个数、以及电容电压排序结果，产生子模块驱动脉冲指令，并下发给至子模块进行投切。
[0026]进一步的，还包括步骤：
[0027]分别仿真计算不同直流功率水平下选取不同开关频率优化保持因子时子模块的开关频率，并校核不同直流功率水平下子模块开关频率耐受能力。
[0028]综上所述，本专利技术实施例提供了一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法，包括步骤：基于系统参数对系统进行仿真；根据仿真结果得到该直流输电系统的功率振荡区间及振荡频率，并根据所述功率振荡区间及振荡频率计算得到该直流输电系统的直流电流振荡区间；采集MMC的六桥臂电流；根据所述MMC的六桥臂电流计算得到直流输电系统的直流电流；根据直流电流与直流电流振荡区间的关系选取开关频率优化保持因子；根据子模块的电容电压和所选取的开关频率优化保持因子对子模块进行均压排序。本专利技术实施例的技术方案，基于桥臂电流进而计算出直流电流，并根据直流输电系统振荡点电流动态调节阀控系统中子模块开关频率优化保持因子，实现直流输电系统不同功率点执行不同开关频率优化保持因子，降低小功率下子模块电容电压发散程度，从而解决小功率下直流输电系统振荡问题。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法的流程图；
[0030]图2是直流功率上升过程相关波形示意图；
[0031]图3是开关频率优化保持因子动态调整逻辑及子模块均压排序逻辑仿真验证波形图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0033]下面结合附图对本专利技术实施例的技术方案进行详细说明。本专利技术的实施例，提供了一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法，MMC
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HVDC直流输电系统的拓扑结构还可以包括混合式柔性直流输电，且子模块不局限于半桥子模块，还包含全桥和钳位式子模块，子模块中功率开关器件不局限于IGBT，还包含MOSFET器件，IGCT器件等常见的功率开关器件。图1中示出了该方法的流程图，该方法包括如下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MMC
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HVDC直流输电系统振荡抑制控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、基于系统参数对系统进行仿真；S2、根据仿真结果得到该直流输电系统的功率振荡区间及振荡频率，并根据所述功率振荡区间及振荡频率计算得到该直流输电系统的直流电流振荡区间；S3、采集MMC的六桥臂电流；S4、根据所述MMC的六桥臂电流计算得到直流输电系统的直流电流；S5、根据直流电流与直流电流振荡区间的关系选取开关频率优化保持因子；S6、根据子模块的电容电压和所选取的开关频率优化保持因子对子模块进行均压排序。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：S7、根据排序结果向子模块下发脉冲指令。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于MMC
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HVDC直流输电系统参数和换流阀参数，采用换流阀均压排序算法和子模块开关频率优化算法对系统进行仿真。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据直流电流与直流电流振荡区间的关系选取开关频率优化保持因子，...

【专利技术属性】
技术研发人员：司志磊，韩坤，范彩云，刘堃，刘路路，田颀，夏克鹏，户永杰，王帅卿，张磊，胡学彬，白磊成，胡秋玲，李成渝，
申请(专利权)人：许继电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：