[发明专利]基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法

权利要求书

1.一种基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法，其包括以下步骤：

步骤(1)设计降低桥臂电压直流分量限流的方法，采取在故障发生后根据系统调制比m对桥臂参考电压进行调整，把MMC直流出口电压降至故障前m倍；

步骤(2)设计降低桥臂电压交直流分量限流的方法，在步骤(1)的基础上，将桥臂参考电压的交直流分量按比例缩小k倍；

步骤(3)选取主动限流方法的参数，满足桥臂不闭锁约束条件；

步骤(4)设计主动限流方法的控制系统，通过设计直流电压和直流电流变化率的阈值，使控制系统只有在发生直流侧故障时才进行启动；

步骤(1)所述设计降低桥臂电压直流分量限流的方法是：在直流短路故障发生后，通过调节内环控制器电流偏差值维持故障前后输出电压参考波形不变，则故障前后子模块具有相同的投切特性，交流出口电压V_diff表示为：

V_ref为内环电流控制器输出交流电压参考波，U_dc为MMC直流电压；由系统调制比m定义可知：

桥臂参考电压交流分量幅值的标幺值在数值上与系统的调制比相等，通常情况下m小于1；桥臂参考电压中的交直流分量间存在差值，利用该差值实现降低直流电压的同时不影响MMC的交流出口特性；稳态运行时，以标幺值表示的上下桥臂电压分别为：

U_p^*＝0.5-0.5V_ref    (1-3)

U_n^*＝0.5+0.5V_ref    (1-4)

U_p^*为上桥臂电压标幺值，U_n^*为下桥臂电压标幺值；由MMC工作原理可知：

U_dc＝(U_p^*+U_n^*)Nu_c    (1-5)

V_diff＝(U_n^*-U_p^*)Nu_c/2    (1-6)

N为MMC每相桥臂子模块总数，u_c为子模块电容电压平均值；故障发生后根据系统调制比对桥臂参考电压进行调整，故障后上下桥臂参考电压表示为：

U_p^*＝0.5m-0.5V_ref    (1-7)

U_n^*＝0.5m+0.5V_ref    (1-8)

调整后MMC直流出口电压降至故障前的m倍，交流出口电压不发生改变，能够降低直流故障电流的大小且不影响交流出口特性。

2.根据权利要求1所述的基于桥臂电压控制的MMC主动限流方法，其特征在于：步骤(2)所述设计降低桥臂电压交直流分量限流的方法是：在mU_dc至U_dc之间调整直流电压具有的限流效果有限，但其不影响交流出口特性，适用于对交流出口电压、电流特性要求较高的系统；若交流系统对MMC出口电压要求不高，可在调整MMC直流出口电压基础上进一步降低直流电压限制故障电流；

故障后在调整MMC直流出口电压基础上将桥臂参考电压的交直流分量按比例缩小k倍，则故障后桥臂参考电压表示为：

U_p^*＝0.5km-0.5kV_ref    (2-1)

U_n^*＝0.5km+0.5kV_ref    (2-2)

在交直流分量同时调整后，直流出口电压降至故障前的km倍，交流出口电压降至故障前的k倍，能够更好的限流故障电流。