【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性直流输电领域，具体涉及一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法。
技术介绍
1、我国新能源资源丰富，开发利用潜力巨大，输送电能至负荷中心时，采用基于模块化多电平换流器即mmc(modular multilevel converter)的柔性直流输电技术具有明显优势，但易诱发系统失稳振荡。目前针对mmc高频振荡的抑制可以主要分为调整mmc控制系统的有源抑制策略和添加硬件滤波装置的无源抑制策略。有源策略因受到同样系统延时的影响很难消除mmc的高频(大于300hz)振荡风险，而无源策略多为在公共耦合点并联无源装置，由于公共耦合点的电压较高，因此对无源装置中元件的电压应力要求较高。
2、将无源阻尼器并联于桥臂电感处可降低对阻尼器的电压应力要求，但这类无源装置仍会带来额外的功率损耗，虽然现有研究在阻尼器的拓扑结构方面进行了改进，但能兼顾损耗减小和高频谐振消除的参数设计方法尚未被报道，因此有必要提出一种能减少自身功率损耗的无源阻尼器参数设计方法，以在改善mmc高频段阻抗特性，消除系统高频谐振风险的同时，减少无源装置带来的额外功率损耗。而这也正是本专利技术要解决的关键技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，以同时兼顾消除系统高频谐振风险和减少无源装置带来的额外功率损耗，提高柔性直流输电系统运行的可靠性和经济性。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种抑制mm
3、(1)根据mmc开关频率处的高频谐波滤波要求设计滤波电感值；
4、(2)利用mmc高频简化模型确定第一和第二负阻尼频段及第二负阻尼峰值频率；
5、(3)无源阻尼器采用步骤(1)设计的滤波电感值后，并联于mmc的桥臂电感，绘制mmc的高频阻尼特性曲线，逐渐增加阻尼器的电阻值，当第二负阻尼峰值频率处的阻尼被补偿至0时，即可确定阻尼器的电阻最小值；
6、(4)无源阻尼器采用步骤(1)设计的滤波电感值后，并联于mmc的桥臂电感，绘制mmc的高频阻尼特性曲线，逐渐增加阻尼器中电容的值，当第一负阻尼频段的负阻尼最大值由减小转变为增大时，选取此时的电容值；
7、(5)对mmc负阻尼是否被消除进行判断，若否，则增加阻尼器的电阻值，重复步骤(4)，若是，则进行下一步；
8、(6)根据并联谐振频率要求确定并联谐振电路中电感的参数。
9、进一步地，所述滤波电感值不超过臂电感的10％。
10、进一步地，所述mmc高频简化模型为：
11、
12、式中，leq为mmc的等值电感，leq＝lt+l/2，其中lt为变压器漏感，l为桥臂电感；gpi为电流内环pi控制器的传递函数；gd为控制链路延时环节传递函数；和分别为电压前馈和电流采样的低通滤波器；s是一个复参量，表示拉普拉斯变换域中的频率。
13、进一步地，所述步骤(3)中阻尼器的电阻值若在mmc第二负阻尼峰值频率处将其负阻尼补偿至0，则第二及更高频的负阻尼将被消除，具体为：
14、无源阻尼器的阻抗zz为：
15、
16、式中，cz和lz1为并联谐振电路的电容和电感；lz2为滤波电感；rz为高频阻尼电阻；在高于300hz的高频范围内，忽略lz1，无源阻尼器的阻抗简化为：
17、
18、第二及更高频负阻尼的补偿效果受到式(3)中阻尼器电阻rz的影响，cz不对其产生影响，阻尼器的电阻最小值根据式(4)求得：
19、
20、式中，f2为第二负阻尼峰值频率；rmmc为添加阻尼器后mmc阻抗的实部，即mmc的阻尼；lt为变压器漏感；l为桥臂电感；gpi为电流内环pi控制器的传递函数；gd为控制链路延时环节传递函数；和分别为电压前馈和电流采样的低通滤波器；s是一个复参量，表示拉普拉斯变换域中的频率；j表示虚数单位。
21、进一步地，所述步骤(6)中的并联谐振频率要求为：
22、
23、确定cz后，由式(5)确定并联谐振电路的电感lz1。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术所述的一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，充分考虑了现有阻尼器带来额外功率损耗的问题，通过使并联谐振电路在工频处谐振，减少了阻尼器在工频下的功率损耗，通过合理的参数设计，能同时兼顾消除系统高频谐振风险和减少无源装置带来的额外功率损耗，从而提高柔性直流输电系统运行的可靠性和经济性。
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1.一种抑制MMC高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种抑制MMC高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，所述滤波电感值不超过臂电感的10％。
3.根据权利要求1所述的一种抑制MMC高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，所述MMC高频简化模型为：
4.根据权利要求1所述的一种抑制MMC高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻尼器的电阻值若在MMC第二负阻尼峰值频率处将其负阻尼补偿至0，则第二及更高频的负阻尼将被消除，具体为：
5.根据权利要求1所述的一种抑制MMC高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于：所述步骤(6)中的并联谐振频率要求为：
【技术特征摘要】
1.一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，所述滤波电感值不超过臂电感的10％。
3.根据权利要求1所述的一种抑制mmc高频谐振的无源阻尼器参数设计方法，其特征在于，所述mmc高频简化模型为：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛平娟，刘春震，徐海亮，万壮壮，赵仁德，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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