[发明专利]一种应用于多端柔性输电系统的直流侧电压间接控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于多端柔性输电系统的直流侧电压间接控制方法，包括以下步骤：1)将整流侧MMC系统中的直流侧电压控制器通过总电容电压控制器代替；2)在dq旋转坐标系下求解整流侧MMC系统中调制信号、输出电流及环流的幅值和相位；3)根据整流侧MMC系统中调制信号、输出电流及环流的幅值和相位实时计算电压补偿信号4)将步骤3)得到的电压补偿信号添加到上下桥臂的电压指令中，得上下桥臂最终的电压指令，然后根据上下桥臂最终的电压指令控制多端柔性输电系统的直流侧电压，该方法能够实现系统直流侧电压的有效控制，同时系统的复杂度及成本较低。

技术领域

本发明属于电力电子中的模块化多电平变流器技术领域，涉及一种应用于多端柔性输电系统的直流侧电压间接控制方法。

背景技术

随着大功率电力电子变换装置的广泛应用，多电平变换技术得到快速发展。模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是一种新颖的多电平电压源换流器，自2000年初其提出来以来，由于其具有模块化的特征，易于拓展、便于装配，且可以获得高质量输出和高电压等级等优点，是近年研究热点，其在中高压应用领域具有明显的优势。目前，MMC已广泛应用在高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)领域，多条线路已投入运营，如美国TransBayCable工程，中国南澳三端柔性直流输电工程和舟山五端柔性直流输电系统等。

为维持多端柔性输电系统的稳定运行，其直流侧电压必须得到良好的控制。目前，为控制直流侧电压，均依赖于对直流侧电压的测量。在HVDC系统中，直流侧电压通常高达几百千伏，为实现电压的测量，需要可靠的测量仪器。根据国家标准，一个典型的高压直流输电系统直流电压测量装置包括直流分压器，直流电压测量装置，转换器和传输系统等。其必须满足数字量设计要求，外绝缘要求，涂漆和防锈要求，电磁兼容要求，无线电干扰电压要求等。由此可见，整个直流电压测量系统复杂且成本较高，且当测量系统出现故障的情况下，系统直流侧电压无法得到有效控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种应用于多端柔性输电系统的直流侧电压间接控制方法，该方法能够实现系统直流侧电压的有效控制，同时系统的复杂度及成本较低。

为达到上述目的，本发明所述的应用于多端柔性输电系统的直流侧电压间接控制方法包括以下步骤：

1)将整流侧MMC系统中的直流侧电压控制器通过总电容电压控制器代替；

2)在dq旋转坐标系下求解整流侧MMC系统中调制信号、输出电流及环流的幅值和相位；

3)根据整流侧MMC系统中调制信号、输出电流及环流的幅值和相位实时计算电压补偿信号

4)将步骤3)得到的电压补偿信号添加到上下桥臂的电压指令中，得上下桥臂最终的电压指令，然后根据上下桥臂最终的电压指令控制多端柔性输电系统的直流侧电压。

步骤2)中，多端柔性输电系统的调制信号的调制比M和相位α分别为：

其中，表示d轴指令电压，表示q轴指令电压，表示直流侧额定电压。

在dq旋转坐标系下，多端柔性输电系统输出电流的幅值I_o和相位为：

其中，i_d表示d轴电流，i_q表示q轴电流。

在dq旋转坐标系下，多端柔性输电系统环流的幅值I₂和相位β₂为：

其中，i_cir,d表示d轴环流流，i_cir,q表示q轴环流。