[发明专利]一种抑制端对端MMC-HVDC直流侧站间谐振的方法和装置有效

专利信息
申请号: 201611234824.0 申请日: 2016-12-28
公开(公告)号: CN108258891B 公开(公告)日: 2021-10-01
发明(设计)人: 吴广禄;彭红英;张星;徐得超;穆清;陈绪江;孙丽香;刘敏;王峰;林因;吴丹岳;黄道姗;黄霆;刘智煖;苏清梅 申请(专利权)人: 中国电力科学研究院;国家电网公司;国网福建省电力有限公司电力科学研究院
主分类号: H02M1/14 分类号: H02M1/14;H02J3/36
代理公司: 北京安博达知识产权代理有限公司 11271 代理人: 徐国文
地址: 100192 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 抑制 mmc hvdc 直流 侧站间 谐振 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种抑制端对端MMC-HVDC直流侧站间谐振的方法,其特征在于,所述方法包括:

从直流电流中提取直流电流波动分量,并确定MMC-HVDC直流侧引入虚拟电阻的阻值;

根据提取的直流电流波动分量以及虚拟电阻的阻值确定虚拟电阻的电压降分量;

根据虚拟电阻的电压降分量确定引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压;

所述从直流电流中提取直流电流波动分量包括:

设直流电流为idc,根据idc计算直流电流的直流分量,有:

idc0=average(idc) (1)

其中,idc0为直流电流的直流分量,average()为平均值窗口滤波函数;

设直流电流波动分量为其表示为:

所述确定MMC直流侧引入虚拟电阻的阻值包括:

根据端对端MMC-HVDC直流侧等效电路可得端对端MMC-HVDC直流侧等效阻抗Zeq(n),其表示为:

其中,n为谐波次数,ω0为基波角频率,Req1、Req2分别为MMC1、MMC2的桥臂损耗等效电阻,Larm1、Larm2分别为MMC1、MMC2的桥臂电感,Ls1、Ls2分别为MMC1、MMC2的出线平波电感,Rline、Lline分别为直流线路的等效电阻和等效电感,Csm1、Csm2分别为MMC1、MMC2的子模块电容值,Req、Leq、Ceq分别为引入虚拟电阻前MMC-HVDC直流侧等效电阻、等效电感、等效电容,N为MMC每相上下桥臂投入的子模块数目;

根据式(3)得到:

在MMC-HVDC直流侧引入虚拟电阻,此时MMC-HVDC直流侧电压波动ΔVdc和MMC-HVDC直流侧电流波动ΔIdc满足:

其中,s为拉普拉斯算子,ξ为二阶振荡电路阻尼系数,REQ为引入虚拟电阻后的MMC-HVDC直流侧等效电阻,ωn为二阶振荡电路自然谐振角频率,且满足

根据式(7)得到:

MMC-HVDC直流侧虚拟电阻的引入使得MMC-HVDC直流侧等效电阻增大,REQ与Req之间满足:

其中,Rv为虚拟电阻的阻值;

根据式(4)和式(9)得到:

根据式(10)即可得到:

所述根据提取的直流电流波动分量以及虚拟电阻的阻值确定虚拟电阻的电压降分量包括:

虚拟电阻的电压降分量用Δv表示,有:

其中,Rv为虚拟电阻的阻值,为直流电流波动分量;

所述根据虚拟电阻的电压降分量确定引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压包括:

引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压表示为:

其中,p表示MMC上桥臂,n'表示MMC下桥臂,中间量j=a,b,c,vpj为引入虚拟电阻后MMC上桥臂j相参考电压,vn'j为引入虚拟电阻后MMC下桥臂j相参考电压,Vdc为直流电压,v+j为j相正序参考电压,v-j为j相负序参考电压,vcirj为环流抑制参考电压,Δv为虚拟电阻的电压降分量。

2.一种抑制端对端MMC-HVDC直流侧站间谐振的装置,其特征在于,所述装置用于执行权利要求1所述的抑制端对端MMC-HVDC直流侧站间谐振的方法;

所述装置包括:

用于从直流电流中提取直流电流波动分量,并确定MMC-HVDC直流侧引入虚拟电阻的阻值的装置;

用于根据提取的直流电流波动分量以及虚拟电阻的阻值确定虚拟电阻的电压降分量的装置;以及

用于根据虚拟电阻的电压降分量确定引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压的装置;

所述用于从直流电流中提取直流电流波动分量,并确定MMC-HVDC直流侧引入虚拟电阻的阻值的装置包括:

用于从直流电流中提取直流电流波动分量的装置;和

用于确定MMC-HVDC直流侧引入虚拟电阻的阻值的装置;

所述用于从直流电流中提取直流电流波动分量的装置包括:

用于根据idc0=average(idc)确定直流电流的直流分量的装置,idc为直流电流,idc0为直流电流的直流分量,average()为平均值窗口滤波函数;

用于根据确定直流电流波动分量的装置;

所述用于根据提取的直流电流波动分量以及虚拟电阻的阻值确定虚拟电阻的电压降分量的装置根据确定虚拟电阻的电压降分量Δv,Rv为虚拟电阻的阻值,为直流电流波动分量;

所述用于根据虚拟电阻的电压降分量确定引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压的装置根据确定引入虚拟电阻后MMC桥臂参考电压,p表示MMC上桥臂,n'表示MMC下桥臂,中间量j=a,b,c,vpj为引入虚拟电阻后MMC上桥臂j相参考电压,vn'j为引入虚拟电阻后MMC下桥臂j相参考电压,Vdc为直流电压,v+j为j相正序参考电压,v-j为j相负序参考电压,vcirj为环流抑制参考电压,Δv为虚拟电阻的电压降分量。

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