一种适用于模块化多电平换流器的环流抑制方法

摘要

本发明公开了一种适用于模块化多电平换流器的环流抑制方法，本方法通过二倍频负序旋转坐标变换将模块化多电平(modular multilevel converter，MMC)内部环流从检测到的桥臂电流中分离，进而采用交叉耦合新型控制方式实现MMC内部二倍频环流的快速抑制，可有效减小MMC子模块电容电压波动，提高MMC系统稳定性与整体运行性能。

主权项

一种适用于模块化多电平换流器的环流抑制方法，其特征在于，步骤如下，A1)分别采集模块化多电平换流器三相上、下桥臂电流i_pi、i_ni，i＝a,b,c，按以下公式计算得到i_comi，i_comi为同时流经i相上、下桥臂的电流分量，其包括直流分量和二倍频环流分量；$i_{comi}=\frac{1}{2}(i_{pi}+i_{ni})$A2)将i_comi进行三相静止到两相二倍频反向旋转坐标变换，i_comi中的直流分量和二倍频环流分量分别被转换为二倍频分量和直流分量，再经低通滤波器滤波得到二倍频反向同步旋转坐标系下的d、q轴环流分量i_2fd和i_2fq；A3)将i_2fd和i_2fq分别与环流抑制d、q轴参考指令和作差之后，其差值分别送入d、q轴环流PI控制器进行调节并由以下公式计算得到q、d轴环流抑制附加控制电压Δu_2fq和Δu_2fd，其中L₀为桥臂电感参数，ω表示系统角频率，K_p和K_i分别为环流PI控制器的比例和积分系数，s表示积分；$\left\{\begin{array}{c}\Delta u_{2fd}=-2\omega L_0(K_p+K_i/s)(i_{2fq}^{*}-i_{2fq})\\ \Delta u_{2fq}=2\omega L_0(K_p+K_i/s)(i_{2fd}^{*}-i_{2fd})\end{array}\right.$A4)将Δu_2fd和Δu_2fq分别与d、q轴控制电压前馈项相加得到最终的环流抑制附加控制电压给定信号u_2fd和u_2fq，如下式所示；再经二倍频负序坐标反变换即可得到三相静止坐标系下环流抑制附加控制电压给定信号其中R₀为桥臂等效损耗电阻；$\left\{\begin{array}{c}{u}_{2fd}=\Delta u_{2fd}+R_0{i}_{2fd}\\ u_{2fq}={\mathrm{\Delta u}}_{2fq}+R_0{i}_{2fq}\end{array}\right.$A5)将按下式分别叠加至静止坐标系下三相控制电压参考信号中得到最终MMC各相上、下桥臂控制电压给定信号和再由和调制生成六个桥臂的触发脉冲来控制各个子模块电力电子开关的开通与关断，通过不断的调整控制电压最终实现MMC内部二倍频环流的完全抑制；其中U_dc表示直流母线电压，为变换器交流电压给定；$\left\{\begin{array}{c}{u}_{pi}^{*}=\frac{1}{2}{U}_{dc}-u_i^{*}-u_{2fi}^{*}\\ u_{ni}^{*}=\frac{1}{2}{U}_{dc}+u_i^{*}-u_{2fi}^{*}\end{array}\right..$