【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统谐波抑制，尤其涉及一种电压源型换流器谐波抑制方法和装置。
技术介绍
1、电压源型换流器（voltage source converter，vsc）通常采用高频脉宽调制技术(pwm)控制各桥臂电力电子开关器件的开通和关断。电压源型换流器的非线性特性为电力系统带来了谐波问题。电压源型换流器产生的谐波可对电力系统造成不良影响，例如：对换流器开关器件造成附加谐波损耗，缩短器件使用寿命；引发谐振过电压，造成电气设备损坏；造成谐波敏感设备或精密仪器故障；对通信系统产生电磁干扰；引起自动保护装置的误动作，以及在输电线路上产生谐波压降，引起电网电压畸变，使谐波影响范围进一步扩大。随着新型电力系统的不断壮大，vsc的谐波问题也将日益凸显，因此，有必要对vsc谐波抑制方法进行研究。
2、现有的电压源型换流器谐波抑制方法采用阻抗建模的方法，通过推导vsc各部分的传递函数，分析系统的阻抗特性，进而提出谐波抑制策略。在阻抗建模过程中，用一阶惯性环节、延时环节和零阶保持器来模拟vsc的采样环节和数字pwm发生器，来获得系统的传函框图。通过对传函框图进行化简，可得到vsc的输出阻抗，进而画出系统的频域等效电路图。在等效电路图中，通过串并联虚拟阻抗的方式，对vsc输出阻抗的幅值和相位进行校正，以抑制电流谐波。串并联虚拟阻抗则通过附加控制环节来实现。然而，阻抗建模分析过程中建立的等效电路图只能表征同频电压电流分量之间的数学关系。所以，在利用阻抗模型进行谐波问题研究时，无法计及换流器交直流侧不同频次的谐波分量之间的相互作用。而vs
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种电压源型换流器谐波抑制方法和装置，用于解决现有的电压源型换流器谐波抑制方法采用阻抗建模的方法无法计及换流器交直流侧不同频次的谐波分量之间的相互作用，难以分析特定阶次谐波的变化对其他分量的影响的技术问题。
2、有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种电压源型换流器谐波抑制方法，包括：
3、根据电压源型换流器电路拓扑结构建立电压源型换流器的序分量动态相量模型；
4、基于电压源型换流器的序分量动态相量模型，分析交流侧特定次电流谐波分量与电压源型换流器交直流侧谐波的相互作用机理；
5、基于交流侧特定次电流谐波分量与电压源型换流器交直流侧谐波的相互作用机理，定义交流侧电流谐波与交流侧电压谐波、直流侧直流电压的相互作用关系为主作用关系，得到主作用关系方程；
6、基于主作用关系方程建立交流侧系统电压存在畸变时的控制策略，令交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消。
7、可选地，电压源型换流器的序分量动态相量模型为：
8、
9、其中，k和l为谐波阶数，为整数集合，为交流侧电流的k阶正序动态相量，为交流侧电流的k阶负序动态相量，为交流侧电压的k阶正序动态相量，为交流侧电压的k阶负序动态相量，为直流侧输入电压的k阶动态相量，为直流侧负载电流的k阶动态相量，为开关函数的k阶正序动态相量，为开关函数的k阶负序动态相量，r为交流侧滤波电阻，l为交流侧滤波电感，c为直流侧滤波电容，为工频角频率，j为虚数单位。
10、可选地，主作用关系方程为：
11、。
12、可选地，基于主作用关系方程建立交流侧系统电压存在畸变时的控制策略，令交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消，包括：
13、在电压电流双闭环控制策略的基础上，加入调制波补偿环节，在交流侧系统电压存在畸变时，对开关函数的k阶正序动态相量和开关函数的k阶负序动态相量施加控制，使得交流侧电压谐波与直流电压对交流侧电流的作用相反，以调制波中k阶分量的参考值为控制目标，计算调制波k阶分量的实际值与控制目标的差值，根据差值对调制波k阶分量进行补偿，控制调制波k阶分量的实际值稳定在目标值上，使得交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消。
14、可选地，调制波补偿环节至少两个，每个调制波补偿环节与每个阶次的谐波分量抑制一一对应，每个调制波补偿环节的调制波补偿量均叠加到电压电流双闭环控制的输出中。
15、本专利技术第二方面提供了一种电压源型换流器谐波抑制装置，包括：
16、建模单元，用于根据电压源型换流器电路拓扑结构建立电压源型换流器的序分量动态相量模型；
17、相互作用机理分析单元，用于基于电压源型换流器的序分量动态相量模型，分析交流侧特定次电流谐波分量与电压源型换流器交直流侧谐波的相互作用机理；
18、主作用关系确立单元，用于基于交流侧特定次电流谐波分量与电压源型换流器交直流侧谐波的相互作用机理，定义交流侧电流谐波与交流侧电压谐波、直流侧直流电压的相互作用关系为主作用关系，得到主作用关系方程；
19、谐波抑制单元，用于基于主作用关系方程建立交流侧系统电压存在畸变时的控制策略，令交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消。
20、可选地，电压源型换流器的序分量动态相量模型为：
21、
22、其中，k和l为谐波阶数，为整数集合，为交流侧电流的k阶正序动态相量，为交流侧电流的k阶负序动态相量，为交流侧电压的k阶正序动态相量，为交流侧电压的k阶负序动态相量，为直流侧输入电压的k阶动态相量，为直流侧负载电流的k阶动态相量，为开关函数的k阶正序动态相量，为开关函数的k阶负序动态相量，r为交流侧滤波电阻，l为交流侧滤波电感，c为直流侧滤波电容，为工频角频率，j为虚数单位。
23、可选地，主作用关系方程为：
24、。
25、可选地，谐波抑制单元具体用于：
26、在电压电流双闭环控制策略的基础上，加入调制波补偿环节，在交流侧系统电压存在畸变时，对开关函数的k阶正序动态相量和开关函数的k阶负序动态相量施加控制，使得交流侧电压谐波与直流电压对交流侧电流的作用相反，以调制波中k阶分量的参考值为控制目标，计算调制波k阶分量的实际值与控制目标的差值，根据差值对调制波k阶分量进行补偿，控制调制波k阶分量的实际值稳定在目标值上，使得交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消。
27、可选地，调制波补偿环节至少两个，每个调制波补偿环节与每个阶次的谐波分量抑制一一对应，每个调制波补偿环节的调制波补偿量均叠加到电压电流双闭环控制的输出中。
28、从以上技术方案可以看出，本专利技术提供的电压源型换流器谐波抑制方法具有以下优点：
29、本专利技术提供的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，电压源型换流器的序分量动态相量模型为：
3.根据权利要求2所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，主作用关系方程为：
4.根据权利要求3所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，基于主作用关系方程建立交流侧系统电压存在畸变时的控制策略，令交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消，包括：
5.根据权利要求4所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，调制波补偿环节至少两个，每个调制波补偿环节与每个阶次的谐波分量抑制一一对应，每个调制波补偿环节的调制波补偿量均叠加到电压电流双闭环控制的输出中。
6.一种电压源型换流器谐波抑制装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的电压源型换流器谐波抑制装置，其特征在于，电压源型换流器的序分量动态相量模型为：
8.根据权利要求7所述的电压源型换流器谐波抑制装置，其特征在
9.根据权利要求8所述的电压源型换流器谐波抑制装置，其特征在于，谐波抑制单元具体用于：
10.根据权利要求9所述的电压源型换流器谐波抑制装置，其特征在于，调制波补偿环节至少两个，每个调制波补偿环节与每个阶次的谐波分量抑制一一对应，每个调制波补偿环节的调制波补偿量均叠加到电压电流双闭环控制的输出中。
...【技术特征摘要】
1.一种电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，电压源型换流器的序分量动态相量模型为：
3.根据权利要求2所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，主作用关系方程为：
4.根据权利要求3所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，基于主作用关系方程建立交流侧系统电压存在畸变时的控制策略，令交流侧系统电压谐波分量产生的交流侧电流谐波分量与直流侧电压直流分量作用产生的交流侧电流谐波分量互相抵消，包括：
5.根据权利要求4所述的电压源型换流器谐波抑制方法，其特征在于，调制波补偿环节至少两个，每个调制波补偿环节与每个阶次的谐波分量抑制一一对应，每...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊灵孟，冯俊杰，曾子健，沈枢昊，何鑫，辛清明，周月宾，钟尧，傅闯，王泽昊，李欢，熊岩，寻斌斌，邱伟，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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