[发明专利]一种MMC电容状态更新方法及系统

说明书

本发明公开了一种MMC电容状态更新方法及系统，属于MMC电容电压估计和电容状态监测领域，MMC的每一桥臂上设置有N个串联的MMC子模块，该N个MMC子模块划分为多个子模块组，方法包括：获取第一子模块组的当前组电容电压、当前电流和上一时刻历史电流，以及该第一子模块组中每个MMC子模块的当前开关状态，第一子模块组为MMC中任一子模块组；根据当前电流、历史电流、当前开关状态，预测每一MMC子模块的电容电压预测值；利用第一子模块组的当前组电容电对该电容电压预测值进行校正，得到每个MMC子模块的电容电压校正值。测量MMC各个子模块组的组电容电压，通过预测校正得到MMC中每个MMC子模块的电容电压，减少电压传感器的数量，降低MMC硬件成本和测量负担。

技术领域

本发明属于MMC电容电压估计和电容状态监测领域，更具体地，涉及一种MMC电容状态更新方法及系统。

背景技术

模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter，MMC)具有高效率、模块化、灵活的拓展性、输出波形质量高等优点，在中高压应用领域得到广泛关注。

为了实现MMC均压控制、输出电流控制等，每一MMC子模块均需配置一个电压传感器以测量其电容电压，给硬件测量系统带来较大的负担，并且大量高精度电压传感器也会导致测量系统的成本较高。通过减少电压传感器的数量，可以简化硬件测量系统，但是会影响电容状态(包括电容电压和容值)更新精度、电容均压效果。相关技术中，尚未有从整体性能与成本统筹配置电压传感器方面的研究。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种MMC电容状态更新方法及系统，其目的在于保证MMC种各MMC子模块电容电压和电容容值更新精度的基础上，降低硬件成本和测量负担。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种MMC电容状态更新方法，所述MMC的每个桥臂上设置有N个串联的MMC子模块，所述N个MMC子模块划分为多个子模块组，所述方法包括：S110，获取第一子模块组的当前组电容电压、当前电流和上一时刻历史电流，以及该第一子模块组中每个MMC子模块的当前开关状态，所述第一子模块组为所述MMC中任一子模块组；S120，在所述当前电流和所述历史电流间取均值，作为每个MMC子模块的预测电流，以计算每个MMC子模块在当前时刻的电容电压预测值；S130，计算每个MMC子模块的所述当前开关状态和所述电容电压预测值的乘积，并将各MMC子模块对应的该乘积相加，得到第一子模块组的组电容电压预测值；S140，将所述当前组电容电压和所述组电容电压预测值间的差值作为校正电压，利用所述第一子模块组的校正系数矩阵与该校正电压之间的乘积，对每个MMC子模块的所述电容电压预测值校正，得到电容电压校正值，根据所述电容电压校正值更新所述第一子模块组中每个MMC子模块的电容状态；S150，对所述第一子模块组以外的其他子模块组重复执行上述操作S110-S140，以更新其他子模块组中每个MMC子模块的电容状态。

更进一步地，在操作S130和S140之间，所述方法还包括：将所述第一子模块组的过程噪声协方差矩阵与上一时刻的历史不确定性协方差矩阵求和，作为当前时刻的不确定性协方差预测矩阵，用以计算所述校正系数矩阵。

更进一步地，所述计算每个MMC子模块的电容电压预测值，包括：将所述预测电流分别与每个MMC子模块的容值倒数以及开关状态相乘，并将相乘结果与每个MMC子模块上一时刻的历史电容电压相加，得到所述电容电压预测值。

更进一步地，每隔预定时间，或者当所述MMC中发生短路故障且故障清除时，所述方法包括：计算每个MMC子模块的容值变化量，并对容值变化量不低于预设阈值的MMC子模块的容值进行更新