[发明专利]故障下抑制MMC桥臂功率波动的二倍频环流注入方法

权利要求书

1.一种故障下抑制MMC桥臂功率波动的二倍频环流注入方法，其特征在于，包括：

以发生交流单相故障时的桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动分量作为抑制目标，建立优化目标函数；

以目标函数最小化作为目标进行全局优化，获得最优的二倍频环流注入的幅值和相位；

根据最优的二倍频环流注入的幅值和相位生成参考信号，结合调制算法实现二倍频环流的注入；

建立优化目标函数之前，先计算单相接地故障下考虑二倍频环流注入的桥臂瞬时功率的表达式，包括：

发生交流单相接地故障时，三相上桥臂电压为：

其中，t为时刻，ω为基波角频率；U_dc为直流电压，U_m为交流电压幅值，u_{au_f}、u_{bu_f}、u_{cu_f}分别表示故障后a、b、c三相上桥臂电压；

发生交流单相接地故障时，三相的上桥臂电流为：

其中，I_dc为直流电流，I_m为交流电流幅值，为初相角，I₂表示二倍频环流注入的幅值，表示二倍频环流注入的相角，m表示调制比，其值为2U_m/U_dc，i_{au_f}、i_{bu_f}、i_{cu_f}分别表示故障后a、b、c三相上桥臂电流；

定义二倍频环流注入系数k₂为：

结合发生交流单相接地故障时，三相上桥臂电压和电流，得到故障后含二倍频环流注入的三相上桥臂瞬时功率的表达式为：

其中，P_{au_f}、P_{bu_f}、P_{cu_f}分别表示故障后a、b、c相上桥臂瞬时功率；

所述以发生交流单相故障时的桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动分量作为抑制目标，建立优化目标函数包括：

根据故障后含二倍频环流注入的三相上桥臂瞬时功率，得到发生交流单相故障时，故障相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动，进而得到波动幅值；

采用相同的方式，得到非故障两相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动，进而得到波动幅值；

根据获得的三相桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动的波动幅值建立目标函数

其中，|P_{au_f1}|与|P_{au_f2}|分别为a相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动的波动幅值；|P_{bu_f1}|与|P_{bu_f2}|分别为b相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动的波动幅值；|P_{cu_f1}|与|P_{cu_f2}|分别为c相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动的波动幅值，k表示电容电压二次波动的权重系数。

2.根据权利要求1所述的一种故障下抑制MMC桥臂功率波动的二倍频环流注入方法，其特征在于，如果故障相为a相，则a相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动为：

其中，P_{au_f1}和P_{au_f2}分别为a相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动；

对P_{au_f1}和P_{au_f2}进行恒等变换，得到：

P_{au_f1}＝A_{au_f1}sinωt+B_{au_f1}cosωt

P_{au_f2}＝A_{au_f2} sin2ωt+B_{au_f2} cos2ωt

根据上述恒等变换结果，得到P_{au_f1}和P_{au_f2}波动幅值为：