[发明专利]一种抑制零序直流分量的全功率试验方法

权利要求书

1.一种抑制零序直流分量的全功率试验方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：零序直流分量的产生及提取；

步骤2：通过PID控制器对所述零序直流分量进行控制；

步骤3：抑制并消除零序直流分量。

2.根据权利要求1所述的抑制零序直流分量的全功率试验方法，其特征在于：所述步骤1中，零序直流分量存在于三相全桥全功率试验系统中，所述三相全桥全功率试验系统包括电网、整流侧模块、直流母线支撑电容器组和并网侧模块，所述整流侧模块通过直流母线支撑电容器组与并网侧模块连接，组成背靠背电路，所述背靠背电路通过PCC连接点与电网连接；所述整流侧模块包括阀组滤波电抗器组Ⅰ和VSC阀组Ⅰ，所述并网侧模块包括阀组滤波电抗器组Ⅱ和VSC阀组Ⅱ。

3.根据权利要求2所述的抑制零序直流分量的全功率试验方法，其特征在于：以A相回路进行分析，所述A相回路包括电网等效电抗L_eg、阀组滤波电抗器组Ⅰ的电抗器L₁、阀组滤波电抗器组Ⅱ的电抗器L₂和A相背靠背电路；所述A相背靠背电路包括整流侧模块阀组A相桥臂和并网侧模块阀组A′相桥臂，所述整流侧模块阀组A相桥臂包括IGBT1和与所述IGBT1串联的IGBT2，所述并网侧模块阀组A′相桥臂包括IGBT3和与所述IGBT3串联的IGBT4；整流侧模块阀组A相桥臂和并网侧模块阀组A′相桥臂的中点分别为交流输出点A和交流输出点A′，整流侧模块阀组A相桥臂和并网侧模块阀组A′相桥臂的起点、终点分别通过正直流母线、负直流母线连接，P和N分别为正直流母线和负直流母线上对应的正电位点和负电位点，正直流母线和负直流母线之间由直流母线支撑电容器组连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的抑制零序直流分量的全功率试验方法，其特征在于：零序直流分量的产生过程如下：

在A相回路中，交流输出点A和A′开关函数为

则交流输出点A和A′对负电位点N的电压U_AN和U_A′N分别为：

UAN=SA·VdcUA′N=SA′·Vdc---(2)]]>

其中，V_dc为正电位点P对负电位点N的电压；

所述负电位点N对交流电源中性点O的电压U_NO满足：

UNO=UAN+L1di1dt+R1i1=UA′N+L2di2dt+R2i2---(3)]]>

其中，i₁和i₂分别为流过电抗器L1和电抗器L₂的电流，R₁和R₂分别为电抗器L₁和电抗器L₂的串联等效电阻；所述阀组滤波电抗器组Ⅰ和阀组滤波电抗器组Ⅱ参数配置一致时，即满足L₁=L₂且R₁=R₂，令L₁＝L₂＝L，R₁＝R₂＝R，进行全功率试验时，忽略系统损耗，则近似满足i₁=i₂，令i₁≈-i₂＝i_a，i_a为流过A相回路的电流，则式（3）简化为：

Vdc(SA-SA′)≈2Ldiadt+2Ria---(4)]]>

解式（4）微分方程得：

ia=e-RLt(∫Vdc(SA-SA′)2LeRLtdt+C)---(5)]]>

对S_A和S_A′进行傅里叶分解，则其表达式写成一般通式：

SA-SA′=S0+Σn=1∞Snsin(nω0t+φn)---(6)]]>

其中，ω₀为工频基波角速度，S₀为开关信号中的直流成分，S_n为开关信号中相对于工频基波角速度ω₀的n次谐波成分，即是工频基波角速度ω₀的n倍分量，φ_n为对应n次谐波的相位。

将式（6）带入式（5）并求取不定积分，则有：

ia=VdcS02R+Σn=1∞VdcSn2R11+L2n2ω02R2(sin(nω0t+φn)+Lnω0Rcos(nω0t))+Ce-RLt---(7)]]>

亦可写成：

ia=i~+i~=i~dc+i~ac+i~---(8)]]>

其中：

稳定直流分量表示为

稳定交流分量表示为i‾ac=Σn=1∞VdcSN2R11+L2n2ω02R2(sin(nω0t+φn)+Lnω0Rcos(nω0t+φn));]]>

暂态分量表示为