一種基于虛擬電阻的mmc環(huán)流抑制控制策略的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于輸配電技術領域，尤其涉及一種基于虛擬電阻的MMC環(huán)流抑制控制策 略。
【背景技術】
[0002] 模塊化多電平換流器（Modular Multilevel Converter, MMC)具有較高電力傳輸 容量、無需大量IGBT壓接串聯(lián)、器件承受電壓變化率低W及諧波特性較好等優(yōu)點，逐漸成 為柔性直流輸電的發(fā)展趨勢。相比于兩電平VSC換流器，MMC將儲能元件置于橋臂中，橋臂 內部能量分布不均會導致橋臂環(huán)流的產生，大大增加換流器的損耗。目前MMC環(huán)流抑制器 主要有兩種：PI環(huán)流抑制器與環(huán)流抑制器。PI環(huán)流抑制器只能對某一頻率特定序分量 的環(huán)流進行抑制，控制器實現較為復雜；PR環(huán)流抑制器能夠對不同頻率不同序分量的環(huán)流 進行抑制，控制器實現較為簡單?？紤]到提高輸電效率，MMC H相橋臂電阻極小，換流器穩(wěn) 定性能較差，同時上下橋臂子模塊電容電壓自平衡能力較差。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述【背景技術】中提到換流器的穩(wěn)定性較差、上下橋臂子模塊電容電壓自平衡 能力較差的問題，為了解決上述問題，本發(fā)明采用橋臂電流比例負反饋控制作為PR環(huán)流抑 制器的附加控制，通過對MMC換流器內部系統(tǒng)傳遞函數進行修正，將比例負反饋控制映射 到一次系統(tǒng)中，等效提高了 MMC的橋臂電阻，從而能夠有效抑制MMC換流器內部振蕩，增強 MMC內部穩(wěn)定運行能力與上下橋臂子模塊電容電壓自平衡能力。
[0004] 本發(fā)明為控制系統(tǒng)在一次系統(tǒng)中的映射，本身不會增加系統(tǒng)的運行損耗。本發(fā)明 的技術方案的特征包括W下步驟： 步驟1 ;利用橋臂電流傳感器實時測量MMC橋臂電流，同時通過給定的有功功率計算橋 臂電流額定值。
[0005] 步驟2 ;設定虛擬電阻阻值成ir，將橋臂電流實測值減去額定值后與成U相乘作為 比例負反饋環(huán)節(jié)。
[000引步驟3 ;將橋臂電流比例負反饋環(huán)節(jié)附加到PR環(huán)流抑制器中。
[0007] 本發(fā)明通過H個步驟，能夠增強MMC換流器的穩(wěn)定運行能力，同時當MMC橋臂不對 稱運行時，增強上下橋臂子模塊電容電壓自平衡能力。
【附圖說明】
[000引圖1為附加虛擬電阻斯r的控制框圖（W a相為例)，圖2為PR環(huán)流抑制器框圖。 通過環(huán)流抑制器得到H相橋臂補償電壓(j=a、b、c)，在H相補償電壓上附加橋臂電 流比例負反饋控制環(huán)節(jié)，得到上下橋臂電壓修正量，從而在傳遞函數中等效增加MMC H相 橋臂電阻，增強MMC換流器穩(wěn)定運行能力W及上下橋臂子模塊電容電壓自平衡能力。圖3 為MMC換流器傳遞函數框圖（W 2次環(huán)流為例)，圖4為MMC換流器傳遞函數的根軌跡曲線， 從根軌跡曲線可W看出，隨著成U的增大，系統(tǒng)穩(wěn)定性逐漸增強。
【具體實施方式】
[0009] 下面將對本發(fā)明涉及的一種基于虛擬電阻的MMC環(huán)流抑制控制策略作詳細說明。 應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0010] 本發(fā)明所要解決的技術問題是通過控制在橋臂上映射出虛擬電阻成U，增加橋臂 電流比例負反饋控制增強MMC換流器穩(wěn)定運行能力W及上下橋臂子模塊電容電壓自平衡 能力。本發(fā)明采用如下技術方案實現： 本發(fā)明通過如下H步來實現： 步驟1 ;利用橋臂電流傳感器實時測量MMC橋臂電流，同時通過給定的有功功率計算橋 臂電流額定值。
[0011] 步驟2 ;設定虛擬電阻阻值成ir，將橋臂電流實測值減去額定值后與成U相乘作為 比例負反饋環(huán)節(jié)：
其中：/d。,W為直流電流額定值，山。P為橋臂電流直流分量及環(huán)流分量，^為上橋臂電 流，i。為下橋臂電流，知r為橋臂環(huán)流分量。
[001引步驟3 ;將橋臂電流比例負反饋環(huán)節(jié)附加到PR環(huán)流抑制器中，MMC換流器內部閉環(huán) 傳遞函數為：
通過虛擬電阻斯f的增加，閉環(huán)傳遞函數根軌跡向實軸負方向移動，系統(tǒng)穩(wěn)定性增強。
[0013] 需要說明的是步驟1，2和3整體作為
【發(fā)明內容】
，H個步驟為有機的不可分割的整 體。
[0014] W上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明掲露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該W權利要求的保護范圍 為準。
【主權項】
1. 一種基于虛擬電阻的MMC環(huán)流抑制控制策略，其特征是在PR環(huán)流抑制器中引入了橋 臂電流比例負反饋環(huán)節(jié)，包括以下步驟：步驟1 :利用橋臂電流傳感器實時測量MMC橋臂電 流，同時通過給定的有功功率計算橋臂電流額定值；步驟2 :設定虛擬電阻阻值疋y將橋臂 電流實測值減去額定值后與疋u相乘作為比例負反饋環(huán)節(jié)；步驟3 :將橋臂電流比例負反饋 環(huán)節(jié)附加到PR環(huán)流抑制器中，從而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，增強上下橋臂電容電壓再平 衡能力，同時虛擬電阻不會消耗能量，適用于大容量MMC直流輸電系統(tǒng)中。2. 基于權利要求1中所述的一種基于虛擬電阻的MMC環(huán)流抑制控制策略，其特征是步 驟1，2和3整體作為
【發(fā)明內容】
，使得系統(tǒng)穩(wěn)定運行能力增強，同時提高上下橋臂子模塊電容 電壓自平衡能力，三個步驟為有機的不可分割的整體。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于虛擬電阻的MMC環(huán)流抑制控制策略，屬于輸配電技術領域。針對目前降低MMC運行損耗，三相橋臂電阻極小，在增加環(huán)流抑制器后系統(tǒng)運行穩(wěn)定性降低的情況，增加虛擬電阻附加控制策略。本發(fā)明通過增加橋臂電流比例負反饋控制，改變了MMC換流器傳遞函數，相當于增大橋臂電阻阻值，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定運行能力與上下子模塊電容電壓自平衡能力；同時，本發(fā)明是將控制系統(tǒng)中的虛擬電阻映射到一次系統(tǒng)中，一次系統(tǒng)并不存在電阻，MMC系統(tǒng)損耗不會增大。本發(fā)明的核心技術方案是：設定虛擬電阻阻值<i>R</i>vir，將橋臂電流實測值減去額定值后與<i>R</i>vir相乘作為比例負反饋環(huán)節(jié)，最后將橋臂電流比例負反饋環(huán)節(jié)附加到環(huán)流電壓生成環(huán)節(jié)。
【IPC分類】H02M7/483
【公開號】CN105634313
【申請?zhí)枴緾N201510046268
【發(fā)明人】許建中, 苑賓, 趙成勇
【申請人】華北電力大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年1月30日