[发明专利]一种m3c换流器桥臂间均压环流控制方法、系统、装置及介质

说明书

本发明公开m3c换流器的桥臂间均压环流控制方法、系统、装置及介质，包括：采用定低频网侧电压控制，稳定低频侧电压；采用定工频侧无功功率控制和定电容电压控制，控制工频侧无功功率和m3c换流器的总电容电压；基于工频环流控制，平衡m3c换流器的工频侧子换流器的桥臂电压；基于低频环流控制，平衡m3c换流器的低频侧子换流器的桥臂电压；基于m3c换流器低频侧的电压控制、m3c换流器工频侧无功功率控制、m3c换流器的总电容电压控制和m3c换流器的工频侧和低频侧子换流器的桥臂间均压控制，实现m3c换流器桥臂间的均压、m3c换流器和整个系统的正常运行。本发明简化m3c换流器的控制原理，提高m3c换流器的控制性能。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及一种m3c换流器的桥臂间均压环流控制方法、系统、装置及介质。

背景技术

分频输电(FFTS)是在不提高电压等级的前提下通过降低输电频率(例如从50Hz降低到50/3Hz)，以减少交流输电线路的电气距离，从而达到提高输电线路的输送功率能力，减少输电回路数和出线走廊的目的。分频输电特别适用于远距离、大容量输送电能，也为海上风电并网提供了新的选择。分频输电兼备传统交流输电方式和直流输电方式的优点，通过降频提高电缆载流量并减轻了线路中的容性电流，大大提升了传输容量与传输距离，而陆基变频站相较直流输电所需的海上变频站而言，制造和维护成本都大幅降低。同时，分频开关类似于交流输电开关，所以分频输电系统比直流输电系统更容易形成多端。

模块化多电平矩阵换流器作为一种直接型频率变换器，具有输出波形质量高、开关频率低、可拓展性强等优势，成为分频输电系统当中最为关键的设备之一，作为连接分频网络和工频网络的端口，模块化多电平矩阵换流器控制策略的制定对于实现分频输电系统的稳定运行具有十分重要的作用。

与传统背靠背MMC技术方案比较，模块化多电平矩阵换流器的单个换流阀和模块电容的容量较小，换流阀和储能总容量也更小，模块化多电平矩阵换流器方案的电路冗余度较高，唯一满足“n-1”法则，可以实现不停电检修方案，可靠性高，是分频输电系统变频装置的最佳技术方案。目前针对M3C的数学建模与控制设计已形成了系统性的研究成果。

现有技术的缺陷和不足：

现有的模块化多电平换流器稳态运行下的经典控制方法主要有基于双Clark变换来实现差模分量和共模分量分离的控制方法，其中基于双Clark变换的方法在子换流器及桥臂间均压控制方面运用了经过了大量的数学推导，以控制子换流器间的功率流动来达到均压的目的，其控制过程原理和实现过程较为复杂，采用了大量的坐标变换，计算量十分巨大；在控制方面其采用了高增益比例控制器和比例谐振控制器，控制的高增益会给换流器的输出特性乃至于控制系统的鲁棒性带来不利影响，尤其是在电压调制比较高的场合，很容易造成过调制而导致输出电能质量下降。目前针对模块化多电平矩阵换流器的数学建模与控制设计已形成了系统性的研究成果，但现有控制方法原理上较为复杂且计算量大，运用了大量的坐标变换与反变换，且高增益比例控制器会给系统的鲁棒性造成较大的影响。故亟需一种能够控制原理简单，计算量小的m3c换流器的桥臂间均压环流控制方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种m3c换流器的桥臂间均压环流控制方法、系统、装置及介质，能够简化控制原理，并减小均压控制过程中的计算量；有效的提高m3c换流器的控制性能。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种m3c换流器的桥臂间均压环流控制方法，包括：

构建m3c换流器的低频网侧控制回路，采用定低频网侧电压控制，稳定低频侧电压；

构建m3c换流器的工频网侧控制回路，采用定工频侧无功功率控制和定电容电压控制，控制工频侧无功功率和m3c换流器的总电容电压；

构建m3c换流器的桥臂间均压控制回路，基于工频环流控制，平衡m3c换流器的工频侧子换流器的桥臂电压；