一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法。包括：采集負(fù)載側(cè)交流電壓和交流電流；基于瞬時功率理論計算負(fù)載側(cè)諧波電流瞬時值；諧波電流瞬時計算值經(jīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)得到附加控制電壓指令；將附加控制電壓指令與功率控制電壓指令相加，作為模塊化多電平換流器的電壓控制指令；重新采集負(fù)載側(cè)交流電壓和交流電流。本發(fā)明可在不加裝濾波器的情況下有效減小諧波源對所接交流系統(tǒng)造成的諧波污染，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】—種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及模塊化多電平換流器的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)已不能滿足經(jīng)濟增長的需要，迫切需要對現(xiàn)有交流電網(wǎng)進(jìn)行升級改造。而柔性直流輸電以其有功無功獨立調(diào)節(jié)、無源供電能力以及易于構(gòu)建直流電網(wǎng)等特點，在區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)以及城市中心負(fù)荷的電力輸送等方面將發(fā)揮越來越重要的作用。另外，柔性直流輸電采用地埋式直流電纜，無交變電磁場、無油污染，可以在無電磁干擾及不影響城市市容的情況下，完成城市電網(wǎng)的增容改造，滿足城市中心負(fù)荷的需求和環(huán)保節(jié)能的要求。
[0003]當(dāng)軋鋼廠等諧波源負(fù)荷采用交流和模塊化多電平柔性直流輸電雙電源供電時，由于其本身產(chǎn)生的諧波不僅會對交流系統(tǒng)產(chǎn)生諧波污染，也會影響模塊化多電平換流器的安全穩(wěn)定運行。若加裝濾波器，則會增加額外投入，經(jīng)濟性差。
[0004]為減小諧波源對交流系統(tǒng)諧波污染，降低其對模塊化多電平換流器的影響，需要一種既能減小諧波源對交流系統(tǒng)的諧波污染，又不需額外裝設(shè)濾波器的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，該方法既能減小諧波源對交流系統(tǒng)的諧波污染，又不需額外裝設(shè)濾波器。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，所述的模塊化多電平換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)中的一個或多個換流站，所述的附加功能是通過一定的控制方法使得模塊化多電平換流器在傳輸有功功率和無功功率的同時，具有有源濾波器的功能。其特征是所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:采集負(fù)載側(cè)交流電壓和交流電流；
[0009]步驟2:計算負(fù)載側(cè)諧波電流瞬時值；
[0010]步驟3:諧波電流瞬時計算值經(jīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)得到附加控制電壓指令；
[0011]步驟4:將附加控制電壓指令與功率控制電壓指令相加，作為模塊化多電平換流器的電壓控制指令；
[0012]步驟5:返回步驟I。
[0013]所述模塊化多電平換流器是多端柔性直流輸電系統(tǒng)中的一個或多個換流站。
[0014]所述與模塊化多電平換流站相連的其它換流站交流側(cè)為強系統(tǒng)。
[0015]所述附加功能為有源濾波功能。
[0016]所述步驟2基于瞬時功率理論進(jìn)行諧波電流瞬時值的計算。
[0017]所述附加功能控制采用閉環(huán)控制方法。
[0018]所述通過附加功能控制方法，模塊化多電平換流器可兼具有源濾波器的功能，實時補償負(fù)載諧波。
[0019]所述當(dāng)系統(tǒng)中包括多個模塊化多電平換流器時，多個換流器可分別采用附加功能控制方法補償各自負(fù)載諧波電流，互不影響。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0021](I)本發(fā)明提供的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，可以大大減小諧波源對所接交流系統(tǒng)造成的諧波污染，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量。
[0022](2)本發(fā)明提供的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，基于瞬時功率理論計算諧波電流瞬時值，可實時補償負(fù)載諧波。
[0023](3)本發(fā)明提供的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，不需加裝濾波器，降低系統(tǒng)運行成本，經(jīng)濟性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為軋鋼廠雙電源供電時電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖3為仿真波形.[0027]圖4為附加控制電壓指令圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖及【具體實施方式】對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0029]本發(fā)明所述的一種 用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，所述的模塊化多電平換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)中的一個或多個換流站，所述的附加功能是通過一定的控制方法使得模塊化多電平換流器在傳輸有功功率和無功功率的同時，具有有源濾波器的功能。
[0030]本發(fā)明以軋鋼廠為諧波源負(fù)荷，采用兩端模塊化多電平柔性直流輸電為例，進(jìn)行發(fā)明方法的詳細(xì)闡述。軋鋼廠采用交流和模塊化多電平柔性直流輸電雙電源供電時，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如附圖1所示。軋鋼廠通過變壓器Ts從交流系統(tǒng)ACl直接取電，通過模塊化多電平換流站MMCl和MMC2從交流系統(tǒng)AC2取電，實現(xiàn)雙電源供電。其中，Qs為軋鋼廠與交流系統(tǒng)ACl之間的隔離開關(guān)和斷路器，QU Q2分別為兩端模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)與軋鋼廠和交流系統(tǒng)AC2相連的隔離開關(guān)及斷路器，Tl、T2分別為兩端模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)與軋鋼廠和交流系統(tǒng)AC2相連的換流變壓器，QDU QD2分別為模塊化多電平換流器MMCl和MMC2直流側(cè)隔離開關(guān)，Udcl、Udc2分別為模塊化多電平換流器MMCl和麗C2直流側(cè)電壓，模塊化多電平換流器MMC2交流側(cè)串聯(lián)充電電阻，所述充電電阻并聯(lián)旁路開關(guān)QP2。
[0031]本發(fā)明提供的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法包括:
[0032]( I)采集負(fù)載側(cè)交流電壓和交流電流；
[0033]采集軋鋼廠出口處交流電壓瞬時值vla、vlb> Vlc和交流電流瞬時值ila、ilb、ilc。
[0034](2)計算負(fù)載側(cè)諧波電流瞬時值；
[0035]Ca)采用 abc — α β 坐標(biāo)變換,將 vla、vlb> Vlc 和 ila、ilb、ilc 分別變換為 ν1α、V10和 i I α、i I g ;
[0036](b)基于瞬時無功理論計算瞬時有功功率p' I和瞬時無功功率V i，其中P 1-1l a vI a ~*~il g vI g ? Q l_il β vI α _il α v1 β ;
[0037](C)Pi ρ q' I經(jīng)高通濾波器，得瞬時諧波有功功率P1和無功功率Q1 ;..vIaP1-vWfI1..V,+Vlaq,
[0038](d)計算諧波電流瞬時值 i' ia、i' lg，其中
【權(quán)利要求】
1.一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，所述的模塊化多電平換流器是柔性直流輸電系統(tǒng)中的一個或多個換流站，其特征在于，所述模塊化多電平換流器在傳輸有功功率和無功功率的同時，還具有有源濾波器的功能，實時補償負(fù)載諧波；控制方法包括以下步驟: 步驟1:采集負(fù)載側(cè)交流電壓和交流電流； 步驟2:計算負(fù)載側(cè)諧波電流瞬時值； 步驟3:諧波電流瞬時計算值經(jīng)閉環(huán)調(diào)節(jié)得到附加控制電壓指令； 步驟4:將附加控制電壓指令與功率控制電壓指令相加，作為模塊化多電平換流器的電壓控制指令； 步驟5:返回步驟I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，其特征在于，所述步驟2基于瞬時功率理論進(jìn)行諧波電流瞬時值的計算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模塊化多電平換流器的附加功能控制方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)中包括多個模塊化多電平換流器時，多個換流器可分別采用附加功能控制方法補償各自負(fù)載諧波電流，互不影響。
【文檔編號】H02J3/01GK103730898SQ201310642768
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】饒宏, 陳名, 許樹楷, 岳偉, 易榮, 翁海清, 劉小勇, 馮其塔, 張海濤 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 榮信電力電子股份有限公司