【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流输电，具体涉及一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制方法及系统。
技术介绍
1、随着高压直流输电(hvdc)技术的发展，以及世界各国越来越多直流输电工程的应用落地，高压直流输电已成为当今输电领域的重要组成部分。目前，基于电网换相变流器的直流输电(lcc-hvdc)技术已经得到广泛应用，其具有输电容量大、经济性好、稳定性高等优点。随着电网的发展朝着大规模交叉互联的趋势发展，lcc-hvdc技术的缺点也日益显现：功率控制不够灵活、换相失败问题以及较高的无功需求。随着全控型电力电子器件的发展，基于电压源变流器的直流输电技术(vsc-hvdc)技术在近年来发展迅速，其中最具代表性的就是基于模块化多电平变流器的高压直流输电(mmc-hvdc)技术。vsc-hvdc技术弥补了传统lcc-hvdc技术功率控制不灵活、换相失败、无功需求等缺点，但存在应用于大容量输电工程成本太高以及无法很好地应对直流侧故障的限制。结合这两种输电方式的优缺点，混合直流输电技术应运而成，整流侧采用传统的电流源变流器，逆变侧采用mmc变流器，提升输电功率灵活性的同时，降低了建设成本和对逆变侧交流系统的容量支撑能力的要求。
2、与此同时，lcc-mmc混合直流输电技术由于多个换流器相互作用，使直流系统的谐波问题更加复杂。首先，整流侧lcc变流器将为交、直流系统带来一系列的谐波问题；其次，逆变侧的mmc变流器也会带来一定数量的直流谐波；最后，混合直流输电系统中不同换流器在直流侧产生的谐波可能会相互叠加和影响，直流输电线路上的谐波种类和谐波含量
3、lcc-hvdc的谐波问题研究已比较成熟，针对该类系统种直流侧纹波的抑制手段主要为在直流侧装设滤波装置和平波电抗器：
4、1)直流滤波器
5、直流滤波器是直流滤波系统中最直接也是最常用的滤波装置，分为无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器中仅由电阻、电容、电感构成，通过不同的组合方式接在直流输电线路上，用以滤除直流谐波电流。其优点是参数设计简单、运行维护方便。但其缺点也比较明显，具体表现为：滤波器的参数易受到外界影响，使得谐波参数无法刚好与滤波器参数匹配，容易发生失谐；滤波器的参数可能与直流输电线路的参数匹配造成谐波放大，有并联谐振的风险，严重时会危及电网的安全运行。有源滤波器能够实现动态跟踪补偿，其能滤除的谐波频率更多，不存在失谐的风险，产生串、并联谐振的可能性小。但由于其造价太高，现阶段还处于研究初期，工程经验少，有源滤波器还未得到广泛地应用。
6、2)平波电抗器
7、传统高压直流输电工程中，平波电抗器一般装设整流站和逆变站每个极的直流出口处。其主要作用为：①减小直流输电线路中电流脉动分量(即电流纹波)；②可以滤除部分谐波；③当直流输电线路遇到故障时，可以对过高的直流电流起到抑制作用；④当电流较小或发生间断时，维持直流电流的连续，从而降低换流器的换相失败率。
8、但是对于mmc-hvdc的谐波研究目前大多是集中在二倍频环流及抑制措施方面，对直流侧的谐波问题研究较少。由于一般情况下，mmc交流电压的波形畸变率足以满足要求，其直流侧一般不装设直流滤波装置，因此可以采用对mmc直流系统的控制方法改进以实现mmc-hvdc直流侧谐波的抑制。
9、对于lcc-mmc混合直流输电系统而言，由lcc换流器和mmc换流器分别引起的直流谐波问题将相互影响和交叠，导致混合直流输电系统的直流谐波问题更加复杂。目前，与混合直流输电工程谐波抑制相关的工程实例或经验较少，有文献采用了lcc侧装设直流滤波装置的同时在mmc侧采用考虑直流侧谐波抑制的控制策略的联合直流谐波抑制方法，为解决lcc-mmc级联混合直流输电系统的直流谐波问题提供了新思路。但由于上述方法需要装设直流滤波装置，提高了设备成本，带来了占地问题，甚至某些运行条件下可能带来失谐、谐振等影响安全稳定运行的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制方法，包括：
2、对级联混合直流系统直流侧进行检测，并对检测数据进行变换，以获取所述级联混合直流系统直流侧的含谐波的直流电流数据；
3、基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压；
4、对所述直流谐波抑制参考电压和预先输出的交流调制参考电压进行叠加，输出级联混合直流系统逆变器mmc各个桥臂的参考电压，基于预设的调制策略对所述逆变器mmc各个桥臂的参考电压进行最近逼近点平调制和均压控制，以输出触发脉冲；
5、基于直流电流数据和触发脉冲对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制；
6、所述直流谐波控制包括对所述级联混合直流系统直流侧直流电流中的谐波电流进行抑制，使所述直流电流中的谐波电流含量小于或等于预设门槛值。
7、可选的，直流电流数据，包括：直流电流相量，直流电流分量、谐波电流以及谐波电流所对应的阶次。
8、可选的，所述直流谐波控制模块用于基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压，包括：
9、针对直流电流数据中预设阶次的谐波电流，对预设阶次的谐波电流附加相应阶次的正、负序抑制电压相量，对所述附加相应阶次的正、负序抑制电压相量的预设阶次的谐波电流依次进行直流谐波信号变频交换处理和桥臂交流抑制电压幅值计算，得到三相交流抑制电压参考值，基于所述三相交流抑制电压参考值输出直流谐波抑制参考电压。
10、可选的，方法还包括：基于直流电流数据得到直流电流中的谐波电流含量，若所述谐波电流含量大于预设门槛值，则进行对级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制。
11、可选的，对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制后，反馈控制结果，基于反馈控制结果，校验预设的调制策略是否满足当前级联混合直流系统各运行工况下的谐波电流的抑制标准。
12、本专利技术还提出了一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制系统，包括：谐波检测模块、直流谐波控制模块、功率传输控制及环流抑制模块以及调制策略及电容均压控制模块；
13、所述谐波检测模块用于对级联混合直流系统直流侧进行检测，并对检测数据进行变换，以获取所述级联混合直流系统直流侧的含谐波的直流电流数据；
14、所述直流谐波控制模块用于基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压；
15、所述直流谐波控制模块包括多个控制回路，基于直流电流数据和触发脉冲启动控制回路对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制，所述直流谐波控制包括对所述级联混合直流系统直流侧直流电流中的谐波电流进行抑制，使所述直流电流中的谐波电流含量小于或等于控制回路的门槛值；
16、所述功率传输控制及环流抑制模块用于输出交流调制参考电压；
【技术保护点】
1.一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流电流数据，包括：直流电流相量，直流电流分量、谐波电流以及谐波电流所对应的阶次中的任一或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于直流电流数据得到直流电流中的谐波电流含量，若所述谐波电流含量大于预设门槛值，则进行对级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制后，反馈控制结果，基于反馈控制结果，校验预设的调制策略是否满足当前级联混合直流系统各运行工况下的谐波电流的抑制标准。
6.一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制系统，其特征在于，所述系统包括：谐波检测模块、直流谐波控制模块、功率传输控制及环流抑制模块以及调制策略及电容均压控制模块；
7.根据权利
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述直流谐波控制模块用于基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压，包括：
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述直流谐波抑制模块还用于基于直流电流数据得到直流电流中的谐波电流含量，若所述谐波电流含量大于控制回路的门槛值，则确定所述控制回路投入工作。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述直流谐波控制模块对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制后，向调制策略及电容均压控制模块反馈控制结果，所述调制策略及电容均压控制模块基于反馈控制结果，校验调制策略是否满足当前级联混合直流系统各运行工况下的谐波电流的抑制标准。
...【技术特征摘要】
1.一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流电流数据，包括：直流电流相量，直流电流分量、谐波电流以及谐波电流所对应的阶次中的任一或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于直流电流数据进行谐波电流信号的变频交换处理，输出直流谐波抑制参考电压，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于直流电流数据得到直流电流中的谐波电流含量，若所述谐波电流含量大于预设门槛值，则进行对级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述级联混合直流系统直流侧进行直流谐波控制后，反馈控制结果，基于反馈控制结果，校验预设的调制策略是否满足当前级联混合直流系统各运行工况下的谐波电流的抑制标准。
6.一种用于级联混合直流系统的直流谐波控制系统，其特征在于，所述系统包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志冰，迟永宁，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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