[发明专利]一种模块化多电平换流器输出电流闭环控制方法

说明书

本发明公开一种模块化多电平换流器输出电流闭环控制方法，所述方法包括以下步骤：S1、将模块化多电平换流器的输出电流按电流的谐波次数进行分次提取；S2、根据分次提取的输出电流，计算同一控制周期内某次谐波的输出电流变化量和指令电流变化量；S3、计算输出电流变化量和指令电流变化量的幅值比和角度差，利用输出电流变化量和指令电流变化量的幅值比和角度差得到电流修正环节传递函数；S4、分次对输出电流与指令电流进行积分闭环控制，根据电流修正环节的传递函数对指令电流进行修正，得到系统的开环传递函数，更新指令电流。本发明针对不同次谐波电流进行自适应修正，实现了对MMC输出电流中高次谐波的有效抑制。

技术领域

本发明涉及模块化多电平换流器输出电流控制技术领域，更具体地，涉及一种模块化多电平换流器输出电流闭环控制方法。

背景技术

模块化多电平换流器(modular multilevel convertrter，MMC，下统称MMC)是构成直流配电网的基础设备，MMC可实现有功无功快速解耦控制，且基频电流可控性更强，十分有利于现代城市电网的能量优化。但MMC控制过程的非线性、开关过程、死区效应以及电网侧复杂工况等情况，容易导致交流并网电流在中高频范围内发生畸变，是运行稳定的隐患。

现有解决方案如采用分次闭环等方法进行MMC输出电流的谐波抑制，但高次谐波在分次闭环时容易产生谐波放大和振荡现象，在运行过程中，MMC中逆变器可控电流源畸变以及系统的分流过程造成逆变器输出电流的畸变，随着输出电流谐波次数的提高，电流角度偏差逐渐增大，当输出电流与指令电流角度偏差达到180°时，逆变器输出电流闭环算法将形成正反馈使逆变器输出电流无限放大，必须增加相角补偿环节才可以维持系统的稳定，因此寻找对MMC输出电流中高次谐波的有效抑制方法十分有必要。

发明内容

本发明为克服现有MMC输出电流谐波抑制的方法容易产生谐波放大和振荡的现象，首先针对不同次谐波电流进行了自适应修正，提供一种模块化多电平换流器输出电流闭环控制方法，实现了MMC输出电流中高次谐波的有效抑制。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种模块化多电平换流器输出电流闭环控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将模块化多电平换流器的输出电流按电流的谐波次数进行分次提取；

S2、根据分次提取的输出电流，计算同一控制周期内某次谐波的输出电流变化量和指令电流变化量；

S3、计算输出电流变化量和指令电流变化量的幅值比和角度差，利用输出电流变化量和指令电流变化量的幅值比和角度差得到电流修正环节传递函数；

S4、分次对输出电流与指令电流进行积分闭环控制，根据电流修正环节的传递函数对指令电流进行修正，得到系统的开环传递函数，更新指令电流。

优选地，步骤S1所述的分次提取的方法为：将模块化多电平换流器的输出电流经过同步旋转坐标变换后进行低通滤波，得到不同谐波次数的电流值。同步旋转坐标变换采用的表达式为：

其中，n为谐波次数，δ为系统电压锁相环角度；i_dn为三相输出电流在第n次谐波对应旋转坐标系下的d轴分量；i_qn为三相输出电流在第n次谐波对应旋转坐标系下的q轴分量；i_a表示三相输出电流的a相电流；i_b表示三相输出电流的b相输出电流；i_c表示三相输出电流的c相电流；