本發(fā)明屬于三相不平衡補償領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、三相電網(wǎng)不平衡是電網(wǎng)運行過程中經(jīng)常存在的現(xiàn)象，該現(xiàn)象使得三相電壓電流幅值不一致或相位差不滿足彼此相差120°，三相負(fù)荷不平衡會給公用電設(shè)施造成不利和損害，同時威脅著電網(wǎng)的安全運行。在交直流輸電結(jié)構(gòu)中，往往通過多繞組變壓器來連接mmc裝置，此時三相不平衡通常的解決辦法是通過無功補償裝備補償不平衡系統(tǒng)中的負(fù)序電壓、電流，使三相趨于平衡，即采用級聯(lián)h橋結(jié)構(gòu)的靜止無功發(fā)生器(svg)接在多繞組變壓器的其中一個繞組端，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有構(gòu)模塊化、輸出特性理想且無功調(diào)節(jié)速度快等特點。

3、現(xiàn)有的靜止無功補償裝置不平衡補償策略都基于steinmetz原理或瞬時無功功率理論，通過對負(fù)序電流、負(fù)序無功功率的控制來補償三相不平衡。上述策略在計算過程中存在多次轉(zhuǎn)換計算，控制流程繁瑣復(fù)雜、響應(yīng)速度較慢的問題，不能準(zhǔn)確衡量不平衡度帶來的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過檢測需要補償三相不平衡側(cè)的三相交流電壓，并提取出對應(yīng)的負(fù)序電壓分量，通過對負(fù)序電壓分量的控制，進行系統(tǒng)整體的三相不平衡補償控制，使得mmc設(shè)備的三相平衡度維持在標(biāo)準(zhǔn)限定范圍內(nèi)，避免了三相不平衡負(fù)荷對所連mmc設(shè)備的影響，且相比于傳統(tǒng)不平衡補償策略更簡單，補償效果更加直觀。

2、根據(jù)一些實施例，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，包括以下步驟：

4、獲取三相不平衡負(fù)荷的電網(wǎng)電壓，跟蹤并提取電網(wǎng)電壓相位和負(fù)序電壓；

5、根據(jù)提取得到的負(fù)序電壓，計算負(fù)序電壓指令，將不平衡度的控制轉(zhuǎn)移為對負(fù)序電壓有功分量、無功分量的控制；

6、基于計算得到的負(fù)序電壓有功分量、無功分量進行負(fù)序電壓控制，并通過pi調(diào)節(jié)得到補償電流的指令信號，變換得到最終的表征三相不平衡度的控制量。

7、作為可選擇的實施方式，利用鎖相環(huán)跟蹤并提取電網(wǎng)電壓相位和負(fù)序電壓。

8、作為可選擇的實施方式，根據(jù)提取得到的負(fù)序電壓，計算負(fù)序電壓指令的過程包括：

9、u-dref、分別代表高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸指令值，u-d、uq-代表高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸反饋，u±分別表示為正，負(fù)序電壓的幅值、εref為不平衡度參考值，負(fù)序電壓指令計算為：

10、

11、通過上式，將不平衡度的控制轉(zhuǎn)移為對負(fù)序電壓有功分量、無功分量的控制。

12、作為可選擇的實施方式，進行負(fù)序電壓控制的過程包括：

13、確定不平衡度的治理范圍；

14、設(shè)置不平衡度參考值，當(dāng)不平衡度小于參考值時，僅維持自身的穩(wěn)定運行，不進行電能質(zhì)量治理；當(dāng)不平衡度越限后，利用無功補償裝置進行不平衡補償。

15、作為進一步限定的實施方式，當(dāng)需要補償不平衡度側(cè)電壓不平衡度大于2％時，高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸指令值±u–dqref與高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸反饋均為負(fù)，限幅使得-u–dqref與控制環(huán)輸出為0，此時u–dqref與控制環(huán)進行不平衡補償控制；當(dāng)需要補償不平衡度側(cè)交流電壓不平衡度小于-2％時，±u–dqref與差值均為正，u–dqref與控制環(huán)輸出為0，u–dqref與控制環(huán)進行不平衡補償控制。

16、作為進一步限定的實施方式，需要補償不平衡度側(cè)交流電壓不平衡度小于2％，大于-2％時，u–dqref與差值為正，-u–dqref與差值為負(fù)，不平衡控制環(huán)輸出均為0，不進行不平衡補償。

17、作為可選擇的實施方式，所述變換為yd變換。

18、一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制系統(tǒng)，包括：

19、參數(shù)提取模塊，被配置為獲取三相不平衡負(fù)荷的電網(wǎng)電壓，跟蹤并提取電網(wǎng)電壓相位和負(fù)序電壓；

20、指令計算模塊，被配置為根據(jù)提取得到的負(fù)序電壓，計算負(fù)序電壓指令，將不平衡度的控制轉(zhuǎn)移為對負(fù)序電壓有功分量、無功分量的控制；

21、控制模塊，被配置為基于計算得到的負(fù)序電壓有功分量、無功分量進行負(fù)序電壓控制，并通過pi調(diào)節(jié)得到補償電流的指令信號，變換得到最終的表征三相不平衡度的控制量。

22、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執(zhí)行時，完成上述方法中的步驟。

23、一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令，所述計算機指令被處理器運行時，完成上述方法中的步驟。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

25、本發(fā)明基于負(fù)序電壓控制的靜止無功補償裝置三相不平衡補償策略方案相比于常規(guī)基于負(fù)序電流三相不平衡的控制方案而言，控制指令計算的過程更加簡潔高效；

26、本發(fā)明可以根據(jù)不平衡度補償?shù)男枰?，實時投入或者切除補償裝置，避免了補償裝置的過度治理；

27、本發(fā)明相較于負(fù)序電流不平衡，負(fù)序電壓不平衡度更能衡量不平衡度帶來的影響。

28、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，利用鎖相環(huán)跟蹤并提取電網(wǎng)電壓相位和負(fù)序電壓。

3.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，根據(jù)提取得到的負(fù)序電壓，計算負(fù)序電壓指令的過程包括：

4.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，進行負(fù)序電壓控制的過程包括：

5.如權(quán)利要求4所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，當(dāng)需要補償不平衡度側(cè)電壓不平衡度大于2％時，高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸指令值±u–dqref與高壓側(cè)負(fù)序電壓d、q軸反饋均為負(fù)，限幅使得-u–dqref與控制環(huán)輸出為0，此時u–dqref與控制環(huán)進行不平衡補償控制；當(dāng)需要補償不平衡度側(cè)交流電壓不平衡度小于-2％時，±u–dqref與差值均為正，u–dqref與控制環(huán)輸出為0，u–dqref與控制環(huán)進行不平衡補償控制。

6.如權(quán)利要求4所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，需要補償不平衡度側(cè)交流電壓不平衡度小于2％，大于-2％時，u–dqref與差值為正，-u–dqref與差值為負(fù)，不平衡控制環(huán)輸出均為0，不進行不平衡補償。

7.如權(quán)利要求1所述的一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法，其特征是，所述變換為yd變換。

8.一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制系統(tǒng)，其特征是，包括：

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征是，用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執(zhí)行時，完成權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法中的步驟。

10.一種電子設(shè)備，其特征是，包括存儲器和處理器以及存儲在存儲器上并在處理器上運行的計算機指令，所述計算機指令被處理器運行時，完成權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法中的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種模塊化多電平換流器的三相不平衡補償控制方法及系統(tǒng)，本發(fā)明通過檢測需要補償三相不平衡側(cè)的三相交流電壓，并提取出對應(yīng)的負(fù)序電壓分量，通過對負(fù)序電壓分量的控制，進行系統(tǒng)整體的三相不平衡補償控制，使得MMC設(shè)備的三相平衡度維持在標(biāo)準(zhǔn)限定范圍內(nèi)，避免了三相不平衡負(fù)荷對所連MMC設(shè)備的影響，且相比于傳統(tǒng)不平衡補償策略更簡單，補償效果更加直觀。

技術(shù)研發(fā)人員：王樂天,李艷麗,張凡,陳博,關(guān)正祺,周杰,王宣霖,林澤源,姜曉暉,劉振,李秉政,袁浩杰
受保護的技術(shù)使用者：山東電力工程咨詢院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9