【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网，特别涉及一种模块化多电平换流器高频抑制方法和柔性直流输电系统。
技术介绍
1、模块化多电平换流器（modular multilevel converter，简称mmc）作为一种适用于高压直流输电(high-voltage direct current，简称hvdc)场合的电压源换流器(voltage source converter，简称vsc)拓扑，具有效率高、输出波形质量好、易扩展等优势，在直流输电领域获得广泛的应用。如昆柳龙工程、白鹤滩工程，柔性直流换流阀电压等级已达到±800kv，功率模块数量高达数千个。
2、mmc的拓扑结构如图1所示，一般为三相结构，各相的上桥臂和下桥臂中均串联有多个子模块sm，各子模块中的电容c0的电压保持一定，通过保持单相中投入的子模块数量保持一致，可保持单相两端电压与直流侧电压一致，同时通过分配上下桥臂投入的子模块的数量，可使得上下桥臂的中间节点的电压与交流侧电压一致，单桥臂中的子模块数量越多，电压换流越平滑。
3、在换流中，桥臂电流为交流，各子模块的电容电压会存在充放电情况，从而使得投入的各子模块的电容电压会变化，为避免子模块电容电压受充放电影响而过渡的偏离标准值，导致交直流换流电压过多的偏离预期，在现有技术中，一般会采用完全排序均衡策略均衡各子模块的电容电压，其在需要切换投入数量时，会对桥臂中所有子模块的电容电压进行排序，在桥臂处于充电状态时，选择投入电容电压低位的子模块，投入子模块的电容电压充电抬升，由低向高向标准值靠近；在桥臂处于放电状态时，选
4、然而排序中，相邻子模块电容电压的差距较小，投入的子模块经过充放电后，其与相邻或排序接近的切除子模块电容电压的大小会发生变化，从而在下一次排序投切选择中，投入和切除关系会发生变化，而排序投切选择的周期短，频率高，会导致投切选择边界区域的部分子模块会频繁地在投入和切除中切换，而该切换频率远高于交流侧电源频率，导致换流中会出现高频振荡干扰，而换流中的高频振荡属于无功功率，会降低换流效率。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的是提供一种模块化多电平换流器高频抑制方法和柔性直流输电系统，以解决现有技术中mmc电容电压均衡策略容易引发系统出现高频振荡干扰，降低换流效率的问题。
2、本专利技术一方面提供一种模块化多电平换流器高频抑制方法，包括：
3、采集目标桥臂中各子模块的当前开关频率和当前电容电压，并根据各子模块的当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子，其中，所述当前开关频率与所述参考频率的差越大，所述保持因子越大，且所述保持因子大于或等于一；
4、根据投切指令获得目标桥臂子模块的投入数量，并采集所述目标桥臂的电流方向，以确定所述目标桥臂的充放电状态，在所述目标桥臂分别为充电状态和放电状态时，分别根据第一映射规则和第二映射规则获得所述目标桥臂各子模块的排序电压，并结合排序结果和完全排序均衡策略获得目标投入组，以根据目标投入组与当前投入组调控所述目标桥臂中各子模块投切状态；
5、其中，所述第一映射规则包括：将所述目标桥臂中各子模块的当前电容电压作为排序电压，并结合所述投入数量和完全排序均衡策略获得第一预定切除组，将所述第一预定切除组中当前电容电压大于预设的电容电压下限的子模块记为第一类子模块，将所述第一类子模块的排序电压更新为其当前电容电压与其保持因子的乘积；
6、所述第二映射规则包括：将所述目标桥臂中各子模块的当前电容电压作为排序电压，并结合所述投入数量和完全排序均衡策略获得第二预定切除组和第二预定投入组，将所述第二预定切除组中当前电容电压大于预设的电容电压上限的子模块以及所述第二预定投入组中的子模块记为第二类子模块，将所述第二类子模块的排序电压更新为其当前电容电压与其保持因子的乘积；
7、其中，根据各子模块的当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子的步骤包括：将各子模块实时采集的当前开关频率与所述参考频率作差运算，并将运算结果输入第一pi控制器，以通过所述第一pi控制器的输出获得所述保持因子。
8、可选地，根据当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子的步骤还包括：根据预设的限幅范围对所述保持因子进行限幅，所述限幅范围为1至1.1。
9、可选地，还包括：采集直流侧电流，并进行高通滤波处理，以获得高频干扰信号，并将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中。
10、可选地，在将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中之前，还包括：对所述高频干扰信号通过预设的阻尼电阻衰减，以将衰减后的所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中。
11、可选地，所述阻尼电阻的阻值根据如下条件式获得：
12、；
13、其中，为阻尼电阻的阻值，为桥臂交流电感器的电感值，为子模块电容的额定电压。
14、可选地，所述电容电压上限和所述电容电压下限根据如下条件式获得：
15、≤1.1；
16、≥0.9；
17、其中，为电容电压上限，为电容电压下限，为子模块电容的额定电压。
18、可选地，所述参考频率与交流侧目标频率一致。
19、本专利技术另一方面提供一种柔性直流输电系统，其包括模块化多电平换流器以及控制模块，所述控制模块用于采用本专利技术提供的模块化多电平换流器高频抑制方法调控所述模块化多电平换流器的工作状态。
20、可选地，所述模块化多电平换流器的直流侧母线中还串联有高频抑制电感器，所述高频抑制电感器与桥臂交流电感器的电感值一致。
21、本专利技术提供的模块化多电平换流器高频抑制方法，根据各子模块的当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子，以在电容电压排序均衡中，根据大于一的保持因子调整部分子模块的排序电压，从而增加排序电压之间的差距，使得投入的子模块电容电压在充放电变化后，桥臂各子模块的排序电压顺序可尽量维持原有顺序，降低因排序变化而出现大量子模块的投切情况反复变化，引发高频振荡干扰的风险；且根据子模块的当前开关频率与参考频率的差获得保持因子，对于投切反复变化的子模块，其开关频率偏高，保持因子更高，可进一步提高其排序电压，将其排序序列更对地偏离投切边界区域序列，降低其在下一次投切调控中投切状态切换的可能，从而可降低其开关频率，进一步降低系统出现高频振荡干扰的风险，提高换流效率。
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1.一种模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，根据当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子的步骤还包括：根据预设的限幅范围对所述保持因子进行限幅，所述限幅范围为1至1.1。
3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，还包括：采集直流侧电流，并进行高通滤波处理，以获得高频干扰信号，并将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中。
4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，在将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中之前，还包括：对所述高频干扰信号通过预设的阻尼电阻衰减，以将衰减后的所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中。
5.根据权利要求4所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，所述阻尼电阻的阻值根据如下条件式获得：
6.根据权利要求1或2所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，所述电容电压
7.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，所述参考频率与交流侧目标频率一致。
8.一种柔性直流输电系统，其特征在于，包括模块化多电平换流器以及控制模块，所述控制模块用于采用权利要求1至7任一项所述的模块化多电平换流器高频抑制方法调控所述模块化多电平换流器的工作状态。
9.根据权利要求8所述的柔性直流输电系统，其特征在于，所述模块化多电平换流器的直流侧母线中还串联有高频抑制电感器，所述高频抑制电感器与桥臂交流电感器的电感值一致。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，根据当前开关频率与预设的参考频率的差，获得各子模块的保持因子的步骤还包括：根据预设的限幅范围对所述保持因子进行限幅，所述限幅范围为1至1.1。
3.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，还包括：采集直流侧电流，并进行高通滤波处理，以获得高频干扰信号，并将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中。
4.根据权利要求3所述的模块化多电平换流器高频抑制方法，其特征在于，在将所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控制回路中之前，还包括：对所述高频干扰信号通过预设的阻尼电阻衰减，以将衰减后的所述高频干扰信号负补偿至模块化多电平换流器的电压外环控...
【专利技术属性】
技术研发人员：文志榕，周焦文，姬跃跃，代朋伟，江心慰，卓尚林，祝泽奕，李述辉，刘怡航，张扬，丁小华，谭理武，刘静，许惠君，单惠敏，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：
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