电压UdMin的大小关系： 若直流电压Ud。大于最低直流电压Udaiun，则跳转至步骤二；否则，跳转至步骤三；
[0025] 步骤二：启用直流降压控制策略，并按照一定电压变化率计算直流电压变化量 AUd。，将AUJI出至换流器控制，改变直流电压参考值Ud_f，令UdCTrf=Ud_f-AUd。；
[0026] 直流降压控制策略是通过并联侧MMC控制来降低UPFC直流电压，即可实现降低子 模块电容电压，从而提高调制比％M。由于调制比裕度限制，m彡1. 0，故UPFC直流电压Ud。 及换流器子模块电压Usni满足
[0027]
[0028] 式中：UaeP为UPFC并联侧交流相电压峰值，Usni为换流器子模块电压，N6为换流器 桥臂子模块数量。
[0029] 根据公式（1)实现降低子模块电容电压，从而提高调制比。
[0030] 步骤三：进一步判断投入子模块数量N与汎+K)的大小：若N< (凡+K)，则启用投 入备用子模块控制策略，确定子模块数量变化量AN，每次增加一个子模块，即子模块数量 变化量AN=AN+1，即投入的子模块数量加1，，将AN输出至换流器控制，改变换流器控 制中最近电平逼近调制策略的投入子模块数量，令N=凡+AN，若N彡（凡+K)，则返回步骤 一；其中K为每个桥臂冗余的子模块数量。
[0031] 投入备用子模块控制策略是根据公式（2)在最低直流电压Udaiun不变的前提下，采 用投入冗余子模块的来进一步降低子模块电容电压，
[0032]
[0033] 式中：Uarf为UPFC并联侧交流相电压峰值，Usni为换流器子模块电压。
[0034] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例仅用于更加清楚地说明 本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0035] 对于Ne= 30,额定直流电压为±20kV，UdcN= 40kV，相应的子模块电容电SUsniN = 1. 333kV，额定运行调制比mN= 0. 8,则UPFC并联侧交流相电压峰值为
[0036]
[0037] 根据式（1)，保证交流侧输出电压不变的前提下，调制比m= 1.0时直流电压及子 模块电压如下，可见，子模块电容电压可以从1. 333kV降低到1. 067kV。
[0038]
[0039]
[0040] 进一步，取冗余的子模块数量K= 4,则最低的子模块电容电压为
[0041]
[0042] 本发明利用UPFC调制比裕度和换流器备用子模块，实现了一种基于MMC型UPFC 谐波抑制方法。通过分析UPFC谐波产生原理提出其抑制原理，给出了利用直流降压及备用 子模块投入来实现降低子模块电容电压的方法。在此基础上设计了基于降低子模块电容电 压的MMC型UPFC谐波抑制控制策略，包括直流降压控制策略、备用子模块投入控制策略及 其启动和配合的策略等。控制策略实现简单，通过实验室仿真模拟，验证了控制策略的正确 性，能有效的降低低输出电压调制比时UPFC输出谐波含量。该方法充分利用了UPFC系统 的设计裕度，有助于提高MMC型UPFC工程运行控制的灵活性。
[0043] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 基于降低子模块电容电压的UPFC谐波抑制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一：计算UPFC串联侧输出电压关于额定直流电压U ^的电压调制比m判 断mNiSf3是否小于设定值：若mNiSf；大于等于设定值，则停止谐波抑制，令直流电压变化量Δ Ud。 =〇,子模块数量变化量ΑΝ = 0,输出AUd。、ΔΝ至换流器控制；若mNiS/j、于设定值，则启 动UPFC谐波抑制控制，进一步比较直流电压U d。与最低直流电压U d_的大小关系：若直流 电压Ud。大于最低直流电压U daiun，则跳转至步骤二；否则，跳转至步骤三； 步骤二：启用直流降压控制策略，并按照一定电压变化率计算直流电压变化量AUd。， 将A UJi出至换流器控制，改变直流电压参考值U d_f，令Ud^f = U d_f- Δ Ud。； 步骤三：进一步判断投入子模块数量N与汎+K)的大小：若N < (凡+K)，则启用投入备 用子模块控制策略，确定子模块数量变化量A Ν，将△ N输出至换流器控制，令N =凡+ Δ N ; 若N多（Ne+K)，则返回步骤一；其中Ne为换流器桥臂子模块数量，K为每个桥臂冗余的子模 块数量。2. 根据权利要求1所述基于降低子模块电容电压的UPFC谐波抑制方法，其特征在于， 步骤二所述直流降压控制策略是通过并联侧MMC控制来降低UPFC直流电压，根据公式（1) 实现降低子模块电容电压，从而提高调制比：式中：Uatf为UPFC并联侧交流相电压峰值，U sni为换流器子模块电压。3. 根据权利要求1所述基于降低子模块电容电压的UPFC谐波抑制方法，其特征在于， 步骤三所述投入备用子模块控制策略是根据公式（2)在最低直流电压U dailin不变的前提下， 采用投入冗余子模块的来进一步降低子模块电容电压，式中：Uatf为UPFC并联侧交流相电压峰值，U sni为换流器子模块电压。
【专利摘要】本发明公开了一种基于降低子模块电容电压的UPFC谐波抑制方法，通过分析UPFC谐波产生原理提出其抑制原理，给出了利用直流降压及备用子模块投入来实现降低子模块电容电压的方法。在此基础上设计了基于降低子模块电容电压的MMC型UPFC谐波抑制控制策略，包括直流降压控制策略、备用子模块投入控制策略及其启动和配合的策略等。控制策略实现简单，通过实验室仿真模拟，验证了控制策略的正确性，能有效的降低输出电压调制比时UPFC输出谐波含量。该方法充分利用了UPFC系统的设计裕度，有助于提高MMC型UPFC工程运行控制的灵活性。
【IPC分类】H02M1/14
【公开号】CN105186840
【申请号】CN201510549612
【发明人】李鹏, 黄浩声, 王业, 孔祥平, 林金娇, 高磊, 袁宇波
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月31日