[发明专利]一种混合型MMC子模块电容电压波动差异的抑制方法和装置

说明书

本发明提供了一种混合型MMC子模块电容电压波动差异的抑制方法和装置，当混合型模块化多电平换流器过调制稳态运行时，根据系统运行状态确定三次谐波电压修正量，然后确定环流抑制电压修正量，最后确定混合型模块化多电平换流器的调制波电压，该策略能够抑制混合型模块化多电平换流器全桥子模块和半桥子模块的电容电压波动差异，同时能够降低换流器整体的电容电压波动水平，轻型化效果明显，且混合型模块化多电平换流器能够稳定运行。本发明提供的技术方案引入了三次谐波电压注入量，在保持直流母线电压和输送功率不变的前提下能够有效的抑制混合型模块化多电平换流器全桥子模块和半桥子模块电容电压波动差异，同时降低了换流器整体的子模块电容电压纹波水平。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，具体涉及一种混合型MMC子模块电容电压波动差异的抑制方法和装置。

背景技术

柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。由于模块化多电平换流器具备易扩展、波形好和模块化设计等特点适用于高压大功率等场合，在柔性直流输电领域备受关注。由半桥子模块和全桥子模块构成的混合MMC，兼具经济性和直流故障穿越能力，已经成为当前的研究热点并逐渐被工程采用。

然而，与传统直流输电换流器相比，同等容量等级的混合型模块化多电平换流器中电容体积更大，因而带来的成本不容忽视。且随着输送容量和直流母线电压等级的提高，电容规模扩大引起的经济和技术问题将更加严重。同时，混合型模块化多电平换流器在过调制运行时全桥子模块与半桥子模块电容电压波动存在差异，且较大程度的影响了整体电容电压的波动水平，致使换流器整体电容电压波动水平增大。现有技术不能满足混合型模块化多电平换流器对轻型化的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术中混合型模块化多电平换流器全桥子模块与半桥子模块电容电压波动存在差异而导致的子模块电容电压波动水平增大的不足，本发明提供一种混合型MMC子模块电容电压波动差异的抑制方法和装置，当混合型模块化多电平换流器稳定运行时，根据系统运行参数确定三次谐波电压修正量，然后根据混合型模块化多电平换流器的桥臂电流确定三相环流抑制电压修正量，接着通过三次谐波电压修正量和三相环流抑制电压修正量确定混合型模块化多电平换流器的调制波电压，最后通过改变混合型模块化多电平换流器的调制波电压降低了子模块电容电压波动，混合型模块化多电平换流器在能够稳定运行基础上，全桥子模块和半桥子模块的电容电压波动差异减小，模块化多电平换流器子模块电容电压整体波动得到抑制，轻型化效果明显。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种混合型MMC子模块电容电压波动差异的抑制方法和装置，包括：

当混合型模块化多电平换流器稳定运行时，根据系统运行参数确定三次谐波电压修正量；

根据混合型模块化多电平换流器的桥臂电流确定三相环流抑制电压修正量；

通过三次谐波电压修正量和三相环流抑制电压修正量确定混合型模块化多电平换流器的调制波电压；

通过改变混合型模块化多电平换流器的调制波电压抑制全桥子模块和半桥子模块的电容电压波动差异，同时也能够抑制模块化多电平换流器子模块电容电压整体波动。

混合型模块化多电平换流器稳定的约束条件如下式：

其中，m表示混合型模块化多电平换流器的电压调制比，表示功率因数角，U_c表示子模块中电容电压参考值，U_dc表示直流母线电压，N表示单个桥臂子模块个数,F表示单个桥臂全桥子模块个数。

所述三次谐波电压修正量按下式确定：