[0041]事实上，根据解析模型中Irfni的表达式，（二倍频）环流谐振现象是容易解释的。 为了讨论方便，将Irtni的表达式写出如下：
[0042]
[0046] 其中，Irfni为二倍频环流的幅值，为功率因素角。由式（2)和（3)可知，FJPF2 不等于〇,因此当F3=O时，Ir2ni=m，表示发生了（二倍频）环流谐振现象。为了描述（二 倍频）环流谐振发生的条件，即F3= 0的条件，我们引入几个新的概念。
[0047] 首先引入相单元等效电路的概念。我们知道，MMC的相单元是由2N个子模块和2 个桥臂电抗器串联而成的，其中有N个子模块电容是投入的，另外N个子模块是被旁路掉 的，但投入的子模块与被旁路的子模块一直是动态变化的。因此平均来看，可以认为相单元 中的2N个子模块具有相同的电容电压，且都等于U。。因此，如果基于电容器储能不变和承 受总电压不变的原则将这2N个子模块用1个电容器来等效的话，有如下的关系式：
[0051] 因此可以得到相单元等效电路如图3所示。
[0052] 下面再引入相单元串联谐振角频率Coras的概念。由电路理论知，对于电感和电容 串联电路，在串联谐振角频率下，电感的电抗等于电容的容抗。因此可以得到相单元串联谐 振角频率的表达式为：
[0054] 下面再引入（二倍频）环流谐振角频率的定义。定义（二倍频）环流谐振 角频率《&为：
[0056] 这里，w。是电网的额定运行角频率，f⑴=JiNm/8,m为MMC的调制比。
[0057] 容易证明，当相单元串联谐振角频率等于（二倍频）环流谐振角频率《 _ 时，F3= 0,（二倍频）环流谐振发生，（二倍频）环流幅值Ir2ni达到最大值。因此，我们选 择桥臂电感L。的一个基本约束条件就是使相单元串联谐振角频率co_尽量远离（二倍频） 环流谐振角频率
[0058] 由环流谐振角频率《 _的表达式（8)可见，《 _是随f(l)和电网运行角频率《。 而变化的，而f(l)是随MMC的运行工况而变的。由于调制比m的变化范围是0~1，因此 f⑴的变化范围是〇~JiN/8。
[0059] 由此可以推得的变化范围为：
[0061] 由式（9)可知，要使相单元串联谐振角频率《_尽量远离（二倍频）环流谐振 角频率一种做法是使大于2 〇。，另一种做法是使Wras小于1. 55 〇。。由于 向大于2?。的方向取值时，有可能会与环流中的四倍频和六倍频等偶数倍频分量的谐振角 频率重合，导致其他偶数倍频环流分量的谐振，这显然是不合适的。因此，只能向小于 1. 55 ?。的方向取值。即《J勺取值范围为：
[0062] 0 < ?res< 1. 55?。 (10)
[0063] 从安全性和经济性考虑，选择《_在1. 0?。附近是合理的。
[0064] 例如，对于表1的测试系统，选择相单元串联谐振角频率《_为1. 0?。时，可计算 出桥臂电抗器的电感值为：
[0066] 上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发 明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的 一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例， 本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种MMC桥臂电抗器电感值的选取方法，包括如下步骤： 首先，构建MMC相单元的等效电路，所述的相单元由对应相上下两个桥臂组成；进而根 据所述的等效电路建立相单元串联谐振角频率与MMC桥臂电抗器电感值的关系式； 然后，计算确定MMC的环流谐振角频率，根据所述相单元串联谐振角频率必须避开环 流谐振角频率的原则，通过仿真确定出相单元串联谐振角频率的给定区间； 最后，根据实际工程需求，在该给定区间内选定出相单元串联谐振角频率的给定值，进 而根据该给定值通过相单元串联谐振角频率与MMC桥臂电抗器电感值的关系式计算确定 出所述MMC桥臂电抗器的电感值。2. 根据权利要求1所述的选取方法，其特征在于：所述MMC相单元的等效电路为由一 等效电感和一等效电容串联组成的LC谐振电路，其中等效电感值与等效电容值的表达式 如下-其中：Uq和Ceq分别为相单元等效电路中的等效电感值和等效电容值，L。为MMC桥臂电 抗器的电感值，C。为MMC子模块电容值，N为MMC每个桥臂的子模块级联个数。3. 根据权利要求1所述的选取方法，其特征在于：所述的相单元串联谐振角频率与MMC 桥臂电抗器电感值的关系式如下：其中：《 为相单元串联谐振角频率，L。为MMC桥臂电抗器的电感值，C。为MMC子模块 电容值，N为MMC每个桥臂的子模块级联个数。4. 根据权利要求1所述的选取方法，其特征在于：根据以下公式计算确定MMC的环流 谐振角频率：其中：《_为MMC的环流谐振角频率，co。为电网的额定运行角频率，m为MMC的调制 比。5. 根据权利要求1所述的选取方法，其特征在于：所述相单元串联谐振角频率的给定 区间如下： 0. Wres< 1- 55〇〇 其中：为相单元串联谐振角频率，《C为电网的额定运行角频率。6. 根据权利要求1所述的选取方法，其特征在于：根据相单元串联谐振角频率的给定 值通过以下公式计算确定MMC桥臂电抗器的电感值：其中：:《4为相单元串联谐振角频率的给定值，L。为MMC桥臂电抗器的电感值，C。为 MMC子模块电容值，N为MMC每个桥臂的子模块级联个数。7. 根据权利要求6所述的选取方法，其特征在于：所述MMC子模块电容值C。的计算表 达式如下：其中：H。为等容量放电时间常数的给定值，Ud。为MMC的直流母线电压，SvN为MMC的额 定容量。8. 根据权利要求7所述的选取方法，其特征在于：所述等容量放电时间常数的给定值 H。的给定区间为35~45ms。
【专利摘要】本发明公开了一种MMC桥臂电抗器电感值的选取方法，包括：(1)构建MCM相单元等效电路；(2)根据MMC相单元等效电路，推导出相单元串联谐振角频率表达式；(3)确定环流谐振角频率；(4)根据相单元串联谐振角频率必须避开环流谐振角频率的原则，给定相单元谐振角频率的取值；(5)求取MMC桥臂电抗器的电感值。基于本发明方法可以计算MMC桥臂电抗器的电感值，结果经济合理，能够避免发生环流谐振，增强系统运行的稳定性，计算通用性强，适用范围广。
【IPC分类】H02M7/49
【公开号】CN105024577
【申请号】CN201510454500
【发明人】徐政, 肖晃庆, 张哲任, 唐庚
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月29日