[发明专利]一种适用于多工况的抑制MMC电容电压波动的二次谐波注入方法

权利要求书

1.一种适用于多工况的抑制MMC电容电压波动的二次谐波注入方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：获得考虑二倍频环流注入后的三相桥臂瞬时功率表达式，并以三相桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动分量为基础，建立优化目标函数；

步骤2：根据优化计算结果确定二倍频环流注入的幅值和相位；

步骤3：根据计算的幅值、相位生成控制器所需要的参考信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，在获得考虑二倍频环流注入后的三相桥臂瞬时功率表达式时，包括：

1)获得不同工况的考虑二次谐波电流注入的三相桥臂电流表达式；

2)获得不同工况的三相桥臂电压表达式；

3)获得不同工况的三相桥臂瞬时功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

MMC网侧三相电压可以表示如下：

式中，x、y、z为三相电压跌落系数，取值为0～1；t为变压器变比；U_m为稳态条件下的阀侧交流电压幅值；ω为基波角频率；γ为变压器移向角；

经过abc-dq0变换，得到网侧正、负、零序电压表示如下：

其中定义为旋转因子；

当MMC稳态运行时，x，y，z＝1；在交流电压不平衡条件下，三相不再对称，且会出现负序电压、电流分量。不平衡的程度和方式不同，三相电压的跌落系数不同，三相电压的序分量大小也不同。

考虑二次谐波电流注入的a相桥臂电流可以表示为：

其中i_au、i_al分别为a相上桥臂电流和下桥臂电流；分别为功率因数角和二次谐波电流相位角；I_{dc_a}为a相桥臂电流的直流分量；I_m为交流测电流幅值；k₂为二次谐波注入系数；λ为交流电流修正系数；

a相桥臂电压可以表示为：

其中u_au、u_al分别为a相上桥臂电压和下桥臂电压；m_a⁺、m_a^-分别为a相正、负序电压调制比；α_a⁺、α_a^-分别为a相正、负序交流电压相位角；U_dc为直流侧电压值；

由于桥臂对称性，所以本方法只分析上桥臂，下桥臂的功率波动功率特性与上桥臂相同。由桥臂电流、电压表达式可知，a相上桥臂瞬时功率波动P_au可表示为：

上式中各次分量具体表达式如下所示：

由于子模块上能量不能无限积聚，直流分量应为0。可得a相桥臂中流过的直流分量为：

4.根据权利要求1至3其中之一所述的方法，其特征在于：在步骤1中，以三相桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动分量作为抑制目标，建立优化目标函数时，根据含二倍频环流注入的三相上桥臂瞬时功率，得到三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如下：

其中，|P_{xu_1}|与|P_{xu_2}|分别为三相上桥臂瞬时功率的基频和二倍频波动的波动幅值，x＝a,b,c；k表示电容电压二次波动的权重系数。