[发明专利]一种基于MMC换流阀调制波的三次谐波含量值优化计算方法

摘要

本发明提出了一种基于MMC换流阀调制波的三次谐波含量值优化计算方法。首先计算出MMC换流阀的通态损耗，然后计算出MMC换流阀的开关损耗，得出MMC换流阀总损耗与三次谐波含量的关系式；其次，计算出MMC换流阀的冗余度，得出冗余度与三次谐波含量的关系式；最后以两个关系式为目标，进行多目标优化，得到最优的三次谐波含量值。本发明在通过优化计算三次谐波含量值，可以兼MMC换流阀的损耗和冗余度，从整体上提高MMC换流阀的可靠性和经济性。

主权项

1.一种基于MMC换流阀调制波的三次谐波含量值优化计算方法，所述MMC换流阀采用三相六桥臂拓扑结构，每相包括上、下两个桥臂，每个桥臂由N个SM子模块和1个电感L串联而成，上、下桥臂连接点引出相线，三条相线接入公共电网；N＝round(Udc/USM)，round()表示取整函数，Udc为MMC换流阀直流母线额定电压，USM为SM子模块额定电压；其特征在于，三次谐波含量优化计算方法的步骤为：首先计算出MMC换流阀的通态损耗，然后计算出MMC换流阀的开关损耗，得出MMC换流阀总损耗与三次谐波含量的关系式；其次，计算出MMC换流阀的冗余度，得出冗余度与三次谐波含量的关系式；最后以两个关系式为目标，进行多目标优化，得到最优的三次谐波含量值；所述计算MMC换流阀的通态损耗的公式为：其中：ipa(t)＝S/(3Udc)+2Scos(ωt)/(3Udc)npa(t)＝(Udc‑Udc(cos(ωt)‑k cos(3ωt)))/(2USM)上式中，T为电网工频周期；t表示时间；npa(t)为t时刻a相上桥臂需要投入的子模块个数；PDcond(ipa(t))和PTcond(ipa(t))分别为t时刻a相上桥臂二极管和IGBT的通态损耗，PDcond(‑ipa(t))和PTcond(‑ipa(t))分别为t时刻a相下桥臂二极管和IGBT的通态损耗，ipa(t)为t时刻a相上桥臂的电流；UCE0和Uf0分别为IGBT和二极管的通态偏置电压，rCE和rf分别为IGBT和二极管的通态电阻；UCE0、Uf0、rCE和rf的取值都能从IGBT生产厂家给出的数据手册中得到；ω为电网电压的基波角频率，k为叠加的三次谐波含量；S为MMC换流阀的额定功率。