[发明专利]一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制方法。

背景技术

目前已投入运行的VSC-HVDC系统大多采用两电平或者三电平的形式，结构和控制相对简单，但是存在串联器件难以均压和开关损耗较大等问题。MMC自提出以来就日受青睐，因其具备模块化和易扩展等特点，可有效实现高电压大功率等级下电能变换。

作为MMC-HVDC系统正常运行的前提，启动是一个复杂的暂态过程。启动的主要目标是通过一定的控制策略建立起子模块和直流侧的额定电压，其实质就是换流器电容的预充电。

载波移相调制(carrier phase shifted modulation，CPSM)因其算法简便、可靠性高、控制效果好而被广泛应用在多电平换流器的控制中，该技术能够在较低的器件开关频率下实现较好的调制效果，并具有良好的谐波特性。

目前，对MMC型VSC-HVDC系统启动的研究尚比较少，控制方法也不够完善。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提出了一种速度快、精度高、能够抑制过电压和过电流的MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制方法，并实现了电流的解耦控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制方法，其中，所述系统硬件结构包括联结变压器、限流电阻、滤波器、交流断路器、电压源换流器、相电抗器、控制装置、保护装置；每个换流器由六个桥臂组成，每个桥臂由若干个子模块组成，每个子模块由两个IGBT、两个DIODE、一个储能电容组成；检测电路将实时电压和电流信号传给控制电路，控制电路按照设定的控制策略将PWM信号传给驱动电路，驱动电路与所有IGBT相连，控制子模块的投入和切除，其特征在于，所述MMC型VSC-HVDC系统预充电的控制方法包括以下步骤：

（a）综合考虑变压器、电抗器、限流电阻、MMC等装置的额定电流和系统的容量，确定交流侧最小限流电阻的数值，确定电阻的表达式为：

Rmin=U2-Imax2[2ω(L+Leq)-n2ωC]22Imax-Req]]>

其中，U为交流系统线电压幅值，ω为交流系统角频率，n为桥臂子模块数，C为子模块中电容值，Imax为系统最大相电流；

（b）检测交流侧三相电流ia、ib、ic，通过坐标变换得到系统电流在两相同步旋转坐标系下的数值id、iq，并使得id为0，同时检测各子模块中电容的电压uc；

（c）电容电压设定值ucref不是其额定值，而是随时间变化的函数，随着时间的推进，电容电压参考值逐步抬升，电容电压设定值ucref表达式为：

ucref=k1×t+k2]]>

其中，k1为电容电压参考值上升斜率，k2为电容电压参考值初值；