[实用新型]一种模块化多电平换流器集中控制系统

说明书

本实用新型属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器集中控制系统，包括相互连接的：模块化多电平换流器以及集中控制系统，模块化多电平换流器包括三相电路，每相电路均包括相互串联的上、下桥臂，且上、下两桥臂分别与交流母线相连；各相电路并联后分别作为模块化多电平换流器直流侧的正、负极输出端；每个桥臂均包括若干级联的子模块HBSM及电感L₀。所述集中控制系统包括控制方式选择模块、换流器网侧交流电压检测模块、换流器网侧交流电流检测模块、基准值设定模块、运行参考值设定模块、标幺值变换模块、锁相环模块、派克变换模块、外环控制模块、内环控制模块、标幺值反变换模块、派克反变换模块、控制模块。

技术领域

本实用新型属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器集中控制系统。

背景技术

模块化多电平换流器是一种新型电压源型换流器拓扑结构。基于子模块级联结构的模块化多电平换流器具有很多优点，如保持较大桥臂等效开关频率的同时降低开关频率和开关损耗，没有直接串联开关元件动作一致性问题，输出的交流电压波形质量好。因此，模块化多电平换流器在高压大容量输送电能和电力驱动应用方面十分有前景。

最常用的模块化多电平换流器的控制系统为矢量控制系统，该控制系统分为外环控制器和内环控制器，外环控制器根据系统运行参考值生成d、q轴电流参考值，内环控制器跟踪外环控制器生成的d、q轴电流参考值生成系统的调制波。

如图1所示为矢量控制系统的控制框图，该控制系统是一种分布式的控制结构，控制系统的各个组成部分是由单独的控制元件搭建而成的。在进行电磁暂态仿真时，需要使用大量控制元件搭建模块化多电平换流器的控制系统，建模效率低下，参数设定繁杂，而且容易出错。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种模块化多电平换流器集中控制系统，包括相互连接的：模块化多电平换流器(MMC)以及集中控制系统，模块化多电平换流器包括三相电路，每相电路均包括相互串联的上、下桥臂，且上、下两桥臂分别与交流母线相连；各相电路并联后分别作为模块化多电平换流器直流侧的正、负极输出端；每个桥臂均包括若干级联的子模块HBSM及电感L₀。

所述集中控制系统包括控制方式选择模块、换流器网侧交流电压检测模块、换流器网侧交流电流检测模块、基准值设定模块、运行参考值设定模块、标幺值变换模块、锁相环(PLL)模块、派克变换模块、外环控制模块、内环控制模块、标幺值反变换模块、派克反变换模块、控制模块。

所述控制方式选择模块用于设置外环控制器有功类控制方式。

所述换流器网侧交流电压检测模块用于对模块化多电平换流器运行过程中的网侧交流电压进行实时检测，并将换流器网侧电压发送至标幺值变换模块。

所述基准值设定模块用于设置模块化多电平换流器运行过程中的系统容量、交流电压和直流电压基准值，并将其发送至标幺值变换模块和标幺值反变换模块。

所述运行参考值设定模块用于设置模块化多电平换流器运行状态的参考值，其中包括有功功率参考值(直流电压参考值)和无功功率参考值，并将其发送至标幺值变换模块。

所述标幺值变换模块用于将换流器网侧电压和电流的有名值以及功率参考值的有名值变成标幺值，并将换流器网侧电压标幺值发送至锁相环模块，将换流器网侧电压和电流的标幺值发送至派克变换模块，将功率参考值的标幺值发送至外环控制模块。

所述锁相环模块用于锁出换流器网侧电压的相角，并将其发送至派克变换模块和派克反变换模块。