[发明专利]一种柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置的电流控制方法

说明书

本发明公开了一种柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置的电流控制方法，先设定第一阀组件和第二阀组件的直流参考电压以及第一阀组件的基频参考电压；通过基波电流闭环控制方法得到第二阀组件的基频参考电压；通过二倍频电流闭环控制方法得到第一阀组件和第二阀组件的二倍频参考电压；分别对两个阀组件的基频、二倍频和直流参考电压求和，得到两个阀组件总的参考电压，对两个阀组件总的参考电压进行最近电平逼近调制，得到两个阀组件的子模块投入数。本发明能够精确控制阀组件电流中基频分量、二倍频分量及直流分量，解决了现有技术中操作不直观，电流交、直流分量难以精确控制的问题。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性输配电、电力电子及用户电力技术领域，具体将涉及一种柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置的电流控制方法。

背景技术

模块化多电平换流器(MMC)由若干个子模块按照一定的方式连接而成。MMC阀在进行大容量传输时，必须长期高电压、大电流运行，其可靠性是电力系统安全运行的关键，而通过搭建一个与实际工况相同的负荷环境来验证换流器工作性能是极为困难的，为此，必须构建一个等效试验平台，对换流器进行与实际工况强度相当的试验验证。MMC阀组件由多个子模块串联而成，其电气特性反映了整个MMC换流阀的电气特性，因此可通过对MMC阀组件的电气测试验证MMC阀的可靠性。

申请号为201310090549.X的中国专利《柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置及试验方法》公开了一种试验装置及其试验方法，图1给出了该试验装置的示意图，其主要包括两个低压端直接相连、高压端经负载电抗器连接的阀组件，通过两组阀组件子模块电容器与负载电抗器之间的能量交换产生所需考核的大电流，当电路稳定运行时，通过调节两个阀组件的交流电压幅值和相位差，得到交、直流叠加的电流应力，达到对两个阀组件电流考核的目的。但是，该试验方法主要存在以下两点不足：

(1)该方法仅对阀组件上的基波电流和直流分量进行了控制，未针对二倍频分量进行控制。而实际工程中，在换流器无环流抑制功能时，阀组件会流经一定的二倍频环流；有环流抑制功能时，阀组件中二倍频环流成分则极小。为了对阀组件进行与实际电流应力一致的电气测试，这就要求试验装置具有二倍频电流分量的可控能力。

(2)该方法是通过调节两个阀组件交流电压的幅值和相位差实现电流控制的，属于电流的开环控制。而交流电压幅值、相位差与电流中的直流分量、基波分量存在强耦合关系，改变电压的幅值或相位差会同时改变电流中的交、直流分量。因此若要输出特定交、直流成分的电流，需经过多次试凑才能得到合适的交流电压指令。这使得实际操作起来极为困难、不直观，也易因指令设定不当导致过流故障发生，威胁设备安全。

综上所述，现有技术中对于操作不直观，电流交、直流分量难以精确控制的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置的电流控制方法，能够精确控制阀组件电流中基频分量、二倍频分量及直流分量，解决了现有技术中操作不直观，电流交、直流分量难以精确控制的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置的电流控制方法，所述柔性直流输电MMC换流阀运行试验装置包括两个低压端直接相连、高压端经负载电抗器连接的阀组件，分别为第一阀组件和第二阀组件；第一阀组件和第二阀组件均包括多个串联的子模块；所述电流控制方法包括以下步骤：

设定第一阀组件和第二阀组件的直流参考电压以及第一阀组件的基频参考电压；

通过基波电流闭环控制方法得到第二阀组件的基频参考电压；

采用二倍频电流闭环控制方法，获得第一阀组件和第二阀组件的二倍频参考电压；