[发明专利]一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法

权利要求书

1.一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：在变电站的10kV母线上接入两套基于半桥MMC的动态无功发生器，平时用于无功补偿；当输电线路结冰时用于融冰电源；半桥MMC的动态无功发生器分别称之为A套MMC-STATCOM和B套MMC-STATCOM；当需要融冰时，将B套MMC-STATCOM的交流侧与电网解列，将待融冰的交流输电线接在交流侧，并将直流侧与A套MMC-STATCOM的直流侧并联，由A套MMC-STATCOM作为无功电源，同时维持直流母线电压稳定；B套MMC-STATCOM将控制模式由无功发生器模式转换为低频交流电源控制模式实现融冰；

所述B套MMC-STATCOM分为阀控和主控两个控制器，其中主控包含两种控制模式，即无功发生器模式和低频交流控制模式，所述低频交流控制模式为：首先给定角频率值w，角频率w对当前实际时间积分得到角度wt，时间t为控制器CPU的系统时间，对wt取正弦值得到实时正弦波的当前值，作为a相正弦波，同时通过移相120度和240度分别得到b相和c相正弦波；然后将a相、b相和c相正弦波作为参考波形发送给阀控制器，驱动B套MMC-STATCOM运行；

所述低频交流控制模式的控制流程包括：

步骤1、B套MMC-STATCOM与A套MMC-STATCOM并联连接；使B套MMC-STATCOM为并联运行模式；

步骤2、B套MMC-STATCOM断开与母线连接；使B套MMC-STATCOM 为调频运行模式，

步骤3、调节频率至300Hz；

步骤4、准备好融冰线路，与融冰线路连接；

步骤5、根据融冰电流调节频率；

步骤6、融冰结束后，断开与融冰线路；切换到待并网模式；

步骤7、融冰结束后，断开与A套MMC-STATCOM的并联连接；切换到待并网模式；

步骤8、并网后，切换到独立无功补偿模式。

2.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：所述A套MMC-STATCOM用于控制直流母线电压，B套MMC-STATCOM工作于孤岛状态，交流侧接入融冰线路。

3.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：实现融冰的方法为：通过调节B套MMC-STATCOM交流侧输出频率，实现对融冰线路阻抗的调节，进而实现融冰电流的连续调节；频率调节范围为300Hz至5Hz。

4.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：步骤1所述的并联运行模式是指B套MMC-STATCOM不能继续按常规无功补偿控制策略运行，如果不改变运行模式，控制系统将和A套MMC-STATCOM发生冲突，造成直流电压失稳；并联运行模式是定有功和定无功模式，有功给定值设为0；此外，在步骤1过渡到步骤2之前，要调节无功给定，从原值调至为0。

5.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：步骤2所述的调频运行模式，是B套MMC-STATCOM处于孤岛运行模式。

6.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：

步骤5所述的根据融冰电流调节频率，按公式1计算：

式(1)中ω为B套MMC-STATCOM输出的角频率(rad/s)，u为输出的交流电压(V)，I为融冰电流(A)，s为融冰线路的长度(km)，L为融冰线路每公里的电感(H)。

7.根据权利要求1所述的一种基于背靠背半桥MMC装置的低频交流融冰方法，其特征在于：主控的控制方法为：

步骤401：根据启动电流计算线路阻抗；

步骤402：根据线路阻抗计算角频率并作为给定角频率值ω；

步骤403：启动积分器，以控制器硬件时钟为时间变量；

步骤404：取正弦函数后，作为a相正弦波参考信号；

步骤405：准备好融冰线路，与融冰线路连接；

步骤406：移相120度和240度分别得到b相和c相正弦参考波；

步骤407：参考波形发送给阀控制器；

步骤408：阀组排序均压运行。