[发明专利]一种适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法

权利要求书

1.一种适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法，所述MMC型直流变压器的结构为面对面连接，包括一次侧换流器和二次侧换流器；二次侧换流器包括a、b两相，每相分为上、下两个桥臂，每个桥臂包括n个子模块，所有子模块均为半桥结构；其特征在于，所述主动限流方法包括如下步骤：

步骤1，当直流双极短路故障发生时，输出电流I_dc2在虚拟阻抗模块上感应出电压降为ΔU_dc2，电压降ΔU_dc2叠加在直流输出电压的实际测量值U_dc2上得到直流输出电压的实际反馈值U′_dc2；

步骤2，一次侧换流器调制波的初始相位δ_p为0；直流输出电压的参考值U_{dc2_ref}与直流输出电压的实际反馈值U′_dc2经比例积分控制器形成的电压外环后，输出二次侧换流器调制波的初始相位δ_s，初始相位δ_s再经二次侧换流器的内部控制模块得到二次侧换流器单相输出电压的参考值u_{out_ref}；

步骤3，电压降ΔU_dc2经死区和限幅模块得到的值是桥臂电压所含直流分量附加偏置Δu的两倍；

步骤4，电压降ΔU_dc2经比较模块得到桥臂电压所含交流分量的增益K_u；

步骤5，直流输出电压的实际测量值U_dc2、二次侧换流器单相输出电压的参考值u_{out_ref}、桥臂电压所含直流分量附加偏置Δu、桥臂电压所含交流分量的增益K_u经如下公式得到a、b相上桥臂电压参考值u′_{px_ref}：

经如下公式得到a、b相下桥臂电压参考值u′_{nx_ref}：

u′_{px_ref}、u′_{nx_ref}通过二次侧换流器的调制模块输出二次侧换流器各开关器件的PWM脉冲信号。

2.根据权利要求1所述适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法，其特征在于，步骤1所述虚拟阻抗模块的传递函数为：

其中，H(s)为传递函数，R_virdc为虚拟电阻，L_virdc为虚拟电感，s为拉普拉斯算子。

3.根据权利要求1所述适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法，其特征在于，所述MMC型直流变压器稳态运行时，输出电流I_dc2为恒定直流，电压降ΔU_dc2为0，桥臂电压所含直流分量附加偏置Δu为0，桥臂电压所含交流分量的增益K_u为1，此时，a、b相上桥臂电压参考值为a、b相下桥臂电压参考值为其中，U_dc2为直流输出电压的实际测量值，u_{out_ref}为二次侧换流器单相输出电压的参考值。

4.根据权利要求1所述适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法，其特征在于，所述MMC型直流变压器发生直流双极短路故障时，输出电流I_dc2在虚拟阻抗模块上感应出的电压降ΔU_dc2>0，当ΔU_dc2超过死区的上界时，桥臂电压所含直流分量附加偏置Δu从0增大到U_dc2/2，桥臂电压所含交流分量的增益K_u从1跳变至2/n，U_dc2为直流输出电压的实际测量值，n为二次侧换流器各相的上桥臂或下桥臂包括的子模块个数。

5.根据权利要求1所述适用于MMC型直流变压器直流故障的主动限流方法，其特征在于，所述MMC型直流变压器发生直流双极短路故障时，故障侧换流器即二次侧换流器各相投入的子模块数从n_sum＝n减少到n′_sum∈{0,1}，n为二次侧换流器各相的上桥臂或下桥臂包括的子模块个数。