[发明专利]一种模块化多电平换流器直流谐波抑制方法

说明书

本申请公开一种模块化多电平换流器直流谐波抑制方法，包括获取三相桥臂的环流测量值；根据环流测量值得到直流谐波电流；根据直流谐波电流确定谐波数值最高的谐波电流频次；将直流谐波电流构造成谐波数值最高的谐波电流频次下的三相对称信号；将三相对称信号变换到谐波数值最高谐波电流频次的同步旋转坐标系下，计算直流谐波补偿电动势；将直流谐波补偿电动势变换到三相静止坐标系，叠加到各相上下桥臂等效电动势参考值中，实现对模块化多电平换流器直流谐波的抑制。本申请实施例不仅可以抑制模块化多电平换流器注入直流系统的谐波，还能补偿模块化多电平换流器直流系统中的背景谐波，因此，能够有效降低模块化多电平换流器直流系统的谐波水平。

技术领域

本申请涉及电力系统柔性输配电技术领域，特别涉及一种模块化多电平换流器直流谐波抑制方法。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)是一种新型电压源换流器，采用子模块级联方式构成每一个桥臂。相比于传统两电平或三电平电压源换流器，MMC避免了功率器件直接串联构成桥臂，难以满足静态和动态均压要求的难题；MMC可方便地调整子模块级联数目以达到提高电压和输出功率的目的；对于高压大容量MMC，由于采用的级联子模块数目很多，输出的电压阶梯波已非常逼近正弦波，因此输出电压谐波很小，不需要安装滤波器。由于以上优势，MMC已成为柔性直流输电(VSC-HVDC)技术的最佳选择，基于MMC的高压直流输电(MMC-HVDC)也已成为高压直流输电领域的重要发展方向。

MMC为三相桥式电路结构，采用最近电平逼近的控制方式。正常运行时，MMC的各桥臂存在能量波动，使三相桥臂间出现环流电流，环流电流以负序2倍频分量为主。负序2倍频环流的存在使桥臂电流产生畸变，增大了桥臂电流的峰值，从而提高了功率开关器件的容量要求。三相桥臂对称时，负序2倍频环流只在三相桥臂内部流动，不会流向MMC的交直流两侧系统。而当三相桥臂不对称或交流系统三相不对称时，环流中不仅有负序2倍频谐波电流，而且还包含其他频率的谐波电流分量。那些具有零序特性的谐波电流分量既在桥臂中流动，同时还流向MMC的交直流两侧系统，从而对电网及直流系统产生谐波危害。另一方面，在与MMC相连的直流系统中，可能存在对侧MMC注入的谐波以及临近交流线路感应的谐波电流，这些谐波电流流入MMC的各个桥臂，将产生与环流相同的危害。

发明内容

本申请的目的在于提供一种模块化多电平换流器直流谐波抑制方法，以解决对电网及直流系统产生谐波危害的问题。

根据本申请的实施例，提供了一种模块化多电平换流器直流谐波抑制方法，包括以下步骤：

获取三相桥臂的环流测量值；

根据所述三相桥臂的环流测量值得到直流谐波电流；

根据所述直流谐波电流确定谐波数值最高的谐波电流频次；

将所述直流谐波电流构造成所述谐波数值最高的谐波电流频次下的三相对称信号；

将所述三相对称信号变换到所述谐波数值最高的谐波电流频次的同步旋转坐标系下，根据所述直流谐波电流计算直流谐波补偿电动势；

将所述直流谐波补偿电动势变换到三相静止坐标系，叠加到各相上下桥臂等效电动势参考值中，实现对模块化多电平换流器直流谐波的抑制。

可选地，所述根据三相桥臂的环流测量值得到直流谐波电流的步骤中，所述直流谐波电流的计算公式为：

i_dch＝i_acir+i_bcir+i_ccir

其中，i_acir、i_bcir、i_ccir分别为流经a、b、c三相桥臂的环流测量值。