[发明专利]一种模块化多电平换流器的特定消谐方法

权利要求书

1、一种三相模块化多电平换流器的特定消谐方法，其特征在于该方法通过在桥臂输出阶梯波电压中设置特定消谐角度，以消除特定次数的谐波，由于输出电压具有1/4周期对称性，只需考虑1/4周期内的开关角求解，当每相半桥臂有2N个子模块时，在1/4周期内只有N个子模块动作，也就是说1/4周期内只有N个开关角，消除除三倍频谐波以外的N-1个特定次谐波，其中N为自然数；

在三相模块化多电平换流器中，某相特定的消谐角度确定以后，其它两相的特定消谐角度通过互错120°得到，这样输出线电压中不含三倍频谐波，从而可以消除更多高次谐波，具体步骤如下：

(1)由理论分析得出三相模块化多电平换流器MMC输出电压的傅立叶级数展开表达式，表达式中包含N个子模块的开关角：

v(ωt)=Σn=1,3,5,···∞[4VdcπΣk=1Ncos(nθk)]·sin(nωt)n]]>

其中，V_dc为子模块电容电压；N为1/4周期内特定消谐角度的个数；θ_k为第k个特定消谐角度，且k＝1、2、…、N；ω为基频角速度；

(2)令傅立叶级数展开表达式中基波分量等于基波期望值，N-1个特定次谐波分量等于0，从而得到N个非线性超越方程：

4Vdcπ[cos(θ1)+cos(θ2)+···+cos(θN)]=Vref]]>

cos(5θ₁)+cos(5θ₂)+…+cos(5θ_N)＝0

cos(7θ₁)+cos(7θ₂)+…+cos(7θ_N)＝0

                                 .

                                 .

                                 .

cos(hθ₁)+cos(hθ₂)+…+cos(hθ_N)＝0

其中，V_dc为子模块电容电压；V_ref为模块化多电平换流器MMC输出电压的基波期望值；θ_k为第k个特定消谐角度，且k＝1、2、…、N；h为指定消除的谐波次数；

值得注意的是需要消除的N-1个特定次谐波可以是5、7、11、13、17、…、3N-2、…次谐波，即h的取值可以是上述谐波次数中的N-1个；

(3)确定模块化多电平换流器MMC输出电压的基波期望值，计算此时半桥臂对应的N个开关角；

(4)以步骤(3)中的开关角作为初值，求解步骤(2)中的非线性超越方程，得到窄脉冲优化模型的初值；

(5)对步骤(4)得到的特定消谐角度进行窄脉冲优化，最终得到可用于工程的N个开关角度。