[发明专利]基于串联电压注入的电流型高压直流输电系统换向失败抑制方法

权利要求书

1.一种基于串联电压注入的电流型高压直流输电系统换向失败抑制方法，其特征在于，所述的抑制方法包括下列步骤：

S1、将统一潮流控制器串联于电流型高压直流输电系统逆变器与受端交流系统之间，统一潮流控制器的并联变压器并联于受端交流输电线路上，统一潮流控制器的串联变压器串联于电流型高压直流输电系统的逆变器与受端交流输电线路之间；其中，所述的统一潮流控制器包括一个串联换流器、一个并联换流器以及串联换流器和并联换流器之间的电容，所述的串联换流器通过串联变压器串联于输电线路上，所述的并联换流器通过并联变压器并联于输电线路上，所述的串联换流器控制串联注入电压，所述的并联换流器控制统一潮流控制器的电容电压与并联变压器电网侧端口的电压，其中，所述的串联换流器和所述的并联换流器根据输出电压的需求由多个三电平桥串联构成；

所述的串联换流器的控制包括以下步骤：

T1、选取电流型高压直流输电系统逆变器侧三相交流电压的参考值v′_a2，v′_b2，v′_c2为

其中，V_{2_ref}为电流型高压直流输电系统逆变器侧三相电压幅值的参考值，ωt为由锁相环测得的统一潮流控制器并联变压器网侧A相电压的相角；

T2、计算统一潮流控制器的串联换流器输出电压的参考值Δv_a，Δv_b，Δv_c为

其中v_a1，v_b1，v_c1为统一潮流控制器并联变压器网侧端口处测得的三相电压；

T3、求取统一潮流控制器的串联换流器输出电压的幅值和相角，经过abc-dq变换可得Δv_a，Δv_b，Δv_c的d轴分量Δv_d和Δv_q，Δv_d和Δv_q在极坐标系中的幅值ΔV和相角α计算为

T4、求取统一潮流控制器的串联换流器的调制信号σ，统一潮流控制器的串联换流器侧电容电压的调制作用记为

其中V_dcSE为统一潮流控制器的串联换流器侧电容直流端电压，V_{1_LL}为统一潮流控制器并联变压器网侧线电压值；

T5、产生统一潮流控制器的串联换流器开关管的脉冲控制信号，根据ωt，σ和α，串联换流器A相桥壁的控制脉冲发生逻辑为

其中Δα＝0，∧为逻辑运算“与”，Mod表示求余运算，NOT为逻辑运算“取反”，串联换流器B相桥壁的控制脉冲发生逻辑为

串联换流器C相桥壁的控制脉冲发生逻辑为

S2、根据电流型高压直流输电系统逆变器端口的参考三相电压信号与实际三相电压信号的差值产生三相电压动态补偿信号；

S3、通过统一潮流控制器的串联换流器产生电压补偿信号，并通过其串联变压器串联注入受端交流系统，使得电流型高压直流输电系统逆变器得到的交流电压为接近理想的三相正弦波，减少逆变器换向失败的概率。

2.根据权利要求1所述的基于串联电压注入的电流型高压直流输电系统换向失败抑制方法，其特征在于，所述的串联换流器的输出电压由电流型高压直流输电系统逆变器端口的三相电压的参考值和实际值之间的差值产生；所述的串联换流器输出电压通过串联变压器与受端交流系统三相电压叠加，使得提供给电流型高压直流输电系统逆变器的三相电压接近其参考值。

3.根据权利要求1所述的基于串联电压注入的电流型高压直流输电系统换向失败抑制方法，其特征在于，所述的并联换流器的控制包括如下步骤：

R1、计算统一潮流控制器的并联换流器触发角控制信号；

并联换流器负责控制统一潮流控制器的直流电容的端电压平衡和并联变压器网侧电压，脉冲发生器需要的输入信号计算如下：首先，Δα由统一潮流控制器的并联换流器侧电容端电压不平衡值产生，具体计算为

其中和分别为统一潮流控制器的并联换流器侧上下两个电容的端电压，k_p1和k_i1为比例积分控制器的比例和积分系数，α计算为

其中k_p2，k_i2，k_p3，k_i3为PI控制器的比例积分系数，V₁为统一潮流控制器的并联变压器网侧电压的幅值，V_{1_ref}为V₁的参考值，I_q1为统一潮流控制器并联变压器网侧线路电流的q轴分量；

R2、求取统一潮流控制器的并联换流器的脉冲控制信号，将ωt，Δα和α带入(5)-(7)即可得到并联换流器的脉冲信号，此处σ为常数。