一种直流电压可连续宽范围调节的直流融冰方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输配电技术领域，尤其设及一种直流电压可连续宽范围调节的直流融 冰方法。
【背景技术】
[0002] 在各种电力系统遭遇到的自然灾害中，冰雪灾害是最严重的之一。与其他事故相 比，冰雪灾害对电网造成的损失一般情况下更为严重，轻则冰闪，重则塔倒线断，甚至电力 网络擁痕。 近些年来，由于冰灾的频繁发生，直流融冰装置已经成为易覆冰地区电网中的常规设 备。现有直流融冰装置采用了晶闽管可控整流技术，在运行中均会消耗一定的无功、产生特 征次谐波，对接入交流系统带来一定的影响。
[0003] 现有MMC中的最近电平逼近调制（NLM)在每个时刻上下桥臂投入的子模块数实时 表达式可W为：
其中A。?，如，A，如娩别表示：下桥臂投入子模块数，上桥臂投入子模块数，单 个桥臂子模块数，调制波，子模块直流电压平均值，调制比。但是，受子模块数的限制，有 所W，当调制波升高到一定程度后，由于电平数限制，会出现过调制的情 况。
【发明内容】
[0004] 针对上述【背景技术】中提到现有晶闽管融冰装置的不足和现有MMC调制波过高时 的过调制问题，为了解决上述问题，本发明利用全桥型模块化多电平换流器具有直流电压 和直流电流双向运行能力，可满足直流融冰对换流器运行工况的要求，全桥模块化多电平 换流器的每个子模块由控制灵活度更高的全桥子模块构成，将其应用于直流融冰，可克服 上述缺陷。 阳0化]本发明按照一定的控制和调制规律输出正、零、负的模块电压，可W使得换流器直 流侧电压能够在额定值与零之间连续可调，可在一定范围内针对不同长短的单条线路进行 融冰，操作比较简单。同时在换流器输出较低直流电压和直流电流时，也可W保证换流器交 流侧输出更高品质的电压、电流，当所串联全桥子模块数较高时，不会向所连接变电站交流 母线馈入谐波。
[0006] 本发明的技术方案的特征包括W下步骤： 步骤I:定义新的调制比化使得调制波的幅值可W很高，远大于直流电压幅值，也即 的值可W远大于1。
[0007] 步骤2 :采用最近电平逼近调制（NLM)时计算每个时刻上下桥臂投入的子模块数 时不再使用原先的W (每个桥臂子模块数目），而使用现有的（等效导通子模块数目）。 阳00引步骤3 :利用y%的引入实现MMC直流电压大范围连续调节，同时保证交流侧具有很 好的波形。
[0009] 本发明通过=个步骤，能够实现直流电压连续大范围调节，W适应不同长度线路 的融冰，并且保证交流侧很好地品质，具有其有效性和实用性。
【附图说明】
[0010] 图1表示本发明应用于最近电平逼近调制时上桥臂的导通数目Ap,设直流电压 征=2kV，Gu=IkV,每个桥臂子模块数目^4,需要导通的等效子模块数目瓜。=2,如果按照现 有最近电平逼近调制，调制波的幅值最大只有1，但本发明利用全桥子模块可W输出负电平 的能力，调制波如图1所示，幅值可W到3。当化p=2时，％。"。=0,当化p=3时，％胃。=-1，W此类 推，分别为（4, -2)，（3, -1)，（2,0)，（1，1)，（0,2)，（-1,3)，（-2,4)，（-1,3)，（0,2)，（1，1)， (2, 0)，此为一个循环周期。
[0011] 采用等效导通子模块数目能够保证直流电压能够恒定为2kV，但是此时交流电 压的幅值可W为3kV，电平数为7。 阳01引当直流电压降至更低时，调制比始更大，调制波幅值会更高，交流电压电平数会 更高。比如直流电压从2kV降至IkV时，化P的范围将会从4到-3,与此同时尋会从-3 到4, 将达到7,交流电压幅值也将达到7kV，电平数为8。
【具体实施方式】
[0013] 下面将对本发明设及的一种直流电压可连续宽范围调节的直流融冰方法作详细 说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0014] 本发明所要解决的技术问题是通过采用全桥子模块的全桥型模块化多电平换流 器，并且通过等效导通数目的引入，来实现换流器直流电压连续宽范围调节，本发明采用 如下技术方案实现： 本发明通过如下=步来实现： 步骤1:定义新的调制比化具体表示为
其中，表示等效导通的子模块数(具体参见步骤2)，細勺值可W远大于1，使得调制波 的幅值可W很高，远大于直流电压幅值。
[0015] 步骤2 :采用最近电平逼近调制（NLM)时计算每个时刻上下桥臂投入的子模块数 时不再使用原先的W (每个桥臂子模块数目），而使用现有的
其中：ceiling是向上取整函数，G。表示额定运行时子模块电容电压。特别说明一下， 由于本发明采用的是全桥子模块，所W上桥臂或下桥臂可能输出负电压，所W Ap或A。?可 能为负，例如上桥臂输出-5?电压，此时Ap就为-5。
[0016] 步骤3 :利用y%的引入实现MMC直流电压大范围连续调节，最近电平逼近计算得到 的化。和。的范围不再是化TV；而是最大范围可到-TV^ Amm,化化同时 保证交流侧具有很好的波形。可在一定范围内针对不同长短的线路进行融冰，同时在换流 器输出较低直流电压和直流电流时，也可W保证换流器交流侧输出更高品质的电压、电流。
[0017] 需要说明的是步骤1，2和3整体作为
【发明内容】
，=个步骤为有机的不可分割的整 体。
[0018] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种直流电压可连续宽范围调节的直流融冰方法，其特征是引入了子模块等效导通 数目Λ，包括以下步骤：步骤1 :定义新的调制比％使得调制波的幅值可以很高，远大于直 流电压幅值，也即?/的值可以远大于1 ;步骤2 :采用最近电平逼近调制（NLM)时计算每个 时刻上下桥臂投入的子模块数时采用本发明中的Λ (等效导通子模块数目）；步骤3 :利用 Λ的引入实现MMC直流电压大范围连续调节，同时保证交流侧具有很好的波形，从而适应不 同长度线路融冰的需求。2. 基于权利要求1中所述的一种直流电压可连续宽范围调节的直流融冰方法，其特征 是步骤1，2和3整体作为
【发明内容】
，使得全桥模块化多电平换流器具有直流电压连续宽范 围调节并且保证很好的交流电压的能力，三个步骤为有机的不可分割的整体。
【专利摘要】本发明涉及一种直流电压可连续宽范围调节的直流融冰方法。现有直流融冰装置运行均会消耗一定无功、产生特征次谐波；MMC中的最近电平逼近调制（NLM）受子模块数的限制，有0≤<i>n</i>down，<i>n</i>up≤<i>N</i>，当调制波升高到一定程度会出现过调制。本发明利用全桥型模块化多电平换流器(FBMMC)双向运行能力，由控制灵活度更高的全桥子模块构成，应用于融冰，使其具备直流连续调节的能力。本发明核心方案是：首先，定义可大于1调制比<i>m</i>，可使调制波的幅值很高；其次，计算每时刻上下桥臂投入等效导通子模块数；最后，利用<i>N</i>0实现MMC直流电压连续调节，同时保证交流侧波形。本发明所提出方法，能够实现直流电压连续大范围调节，以适应不同长度线路融冰，并可以保证交流品质。
【IPC分类】H02G7/16
【公开号】CN105633896
【申请号】CN201510027193
【发明人】许建中, 赵成勇, 郭裕群
【申请人】华北电力大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年1月20日