[发明专利]一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法

说明书

本发明涉及一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法，该方法将模块化多电平直流输电系统主要一次设备的参数按照理论数学关系全部联系在一起，采用反复迭代调整校核的方法，综合占地和造价，实现全系统的参数优化配置。本发明为模块化多电平直流输电工程提供了整套的参数优化配置方案；降低了片面选取设备参数给工程带来的风险；揭示了系统参数与系统运行性能之间的直接相关性。

技术领域

本发明涉及一种直流输电系统的优化配置方法，具体涉及一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法。

背景技术

柔性直流灵活的应用性能，使其在城市电网互联，新能源并网以及无源负荷供电等领域有着极其广阔的应用前景，而模块化多电平换流器是目前柔性直流工程中应用最广泛的换流器拓扑结构之一。模块化多电平的每一个桥臂均有相同数量的子模块与桥臂电抗串联而成，通过控制子模块的投入和切出，使输出电压逼近正弦交流电压，从而形成稳定的工作点，同时，通过同一相单元上下桥臂投入电容的互补，形成稳定的直流电压，这样就实现了系统的稳定运行。

在针对模块化多电平直流输电系统参数设计的研究中，很多研究人员孤立地计算系统的主要参数。丁冠军等人的“新型多电平VSC子模块电容参数与均压策略”(中国电机工程学报，2009，29(30)：1-6.)给出了子模块电容值满足电压波动不超标的计算方法。屠卿瑞等人的“模块化多电平换流器型直流输电内部环流机理分析“(高电压技术，2010，36(02)，547～552)分析了二倍频换流产生的机理，指出通过增大电感值可以抑制二倍频分量，但这不能从根本上解决问题，且在高压应用中，以增大桥臂电抗值为代价抑制二倍频分量是不经济的。王姗姗撰写的“模块化多电平HVDC子模块电容值的选取”(电网技术，2011，35(1)：26-32.)详细论证了子模块电容值的选取方法。但针对工程应用的模块化多电平换流器直流输电系统的参数优化配置方法国内外尚未见报道。

实际工程中如果片面地根据某个限制条件确定主要设备的参数，整个系统很可能存在隐患甚至无法正常运行。因此合理有效地配置模块化多电平换流器直流输电系统的参数是需要解决的重要技术问题。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法，利用该方法设计柔性直流输电系统可以满足任何交流系统的接入要求，并为柔性直流控制保护设计提供优良的硬件基础。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

步骤A：根据用户需求确定换流器额定容量，再根据IGBT开关器件的电流容量确定直流电压；

步骤B：设定联结变压器漏抗和桥臂电抗初始值；

步骤C：根据换流器目标功率运行区间、直流电压和换流站等值电抗确定联结变压器阀侧额定电压；

步骤D：根据换流器额定容量、联结变压器阀侧电压和直流电压计算通过换流器的稳态额定电流，校核稳态额定电流是否超过开关器件的通流能力上限，如果超过，则返回步骤A；

步骤E：从抑制子模块稳态电压波动和暂态电压波动，满足直流输电系统有功功率调节动态响应时间要求三个方面计算子模块电容值；

步骤F：从抑制桥臂谐波电流，避免换流器站内以及站间谐振，满足电流跟踪速度，满足功率传输能力的约束四个方面校核桥臂电抗值是否合理，如果不合理，则返回步骤B，如果四个条件不能全部满足，则考虑首要满足功率传输能力和避免站内以及站间谐振；