一种基于虚拟电阻的mmc环流抑制控制策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输配电技术领域，尤其涉及一种基于虚拟电阻的MMC环流抑制控制策 略。
【背景技术】
[0002] 模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter, MMC)具有较高电力传输 容量、无需大量IGBT压接串联、器件承受电压变化率低W及谐波特性较好等优点，逐渐成 为柔性直流输电的发展趋势。相比于两电平VSC换流器，MMC将储能元件置于桥臂中，桥臂 内部能量分布不均会导致桥臂环流的产生，大大增加换流器的损耗。目前MMC环流抑制器 主要有两种：PI环流抑制器与环流抑制器。PI环流抑制器只能对某一频率特定序分量 的环流进行抑制，控制器实现较为复杂；PR环流抑制器能够对不同频率不同序分量的环流 进行抑制，控制器实现较为简单。考虑到提高输电效率，MMC H相桥臂电阻极小，换流器稳 定性能较差，同时上下桥臂子模块电容电压自平衡能力较差。
【发明内容】
[0003] 针对上述【背景技术】中提到换流器的稳定性较差、上下桥臂子模块电容电压自平衡 能力较差的问题，为了解决上述问题，本发明采用桥臂电流比例负反馈控制作为PR环流抑 制器的附加控制，通过对MMC换流器内部系统传递函数进行修正，将比例负反馈控制映射 到一次系统中，等效提高了 MMC的桥臂电阻，从而能够有效抑制MMC换流器内部振荡，增强 MMC内部稳定运行能力与上下桥臂子模块电容电压自平衡能力。
[0004] 本发明为控制系统在一次系统中的映射，本身不会增加系统的运行损耗。本发明 的技术方案的特征包括W下步骤： 步骤1 ;利用桥臂电流传感器实时测量MMC桥臂电流，同时通过给定的有功功率计算桥 臂电流额定值。
[0005] 步骤2 ;设定虚拟电阻阻值成ir，将桥臂电流实测值减去额定值后与成U相乘作为 比例负反馈环节。
[000引步骤3 ;将桥臂电流比例负反馈环节附加到PR环流抑制器中。
[0007] 本发明通过H个步骤，能够增强MMC换流器的稳定运行能力，同时当MMC桥臂不对 称运行时，增强上下桥臂子模块电容电压自平衡能力。
【附图说明】
[000引图1为附加虚拟电阻斯r的控制框图（W a相为例)，图2为PR环流抑制器框图。 通过环流抑制器得到H相桥臂补偿电压(j=a、b、c)，在H相补偿电压上附加桥臂电 流比例负反馈控制环节，得到上下桥臂电压修正量，从而在传递函数中等效增加MMC H相 桥臂电阻，增强MMC换流器稳定运行能力W及上下桥臂子模块电容电压自平衡能力。图3 为MMC换流器传递函数框图（W 2次环流为例)，图4为MMC换流器传递函数的根轨迹曲线， 从根轨迹曲线可W看出，随着成U的增大，系统稳定性逐渐增强。
【具体实施方式】
[0009] 下面将对本发明涉及的一种基于虚拟电阻的MMC环流抑制控制策略作详细说明。 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。
[0010] 本发明所要解决的技术问题是通过控制在桥臂上映射出虚拟电阻成U，增加桥臂 电流比例负反馈控制增强MMC换流器稳定运行能力W及上下桥臂子模块电容电压自平衡 能力。本发明采用如下技术方案实现： 本发明通过如下H步来实现： 步骤1 ;利用桥臂电流传感器实时测量MMC桥臂电流，同时通过给定的有功功率计算桥 臂电流额定值。
[0011] 步骤2 ;设定虚拟电阻阻值成ir，将桥臂电流实测值减去额定值后与成U相乘作为 比例负反馈环节：
其中：/d。,W为直流电流额定值，山。P为桥臂电流直流分量及环流分量，^为上桥臂电 流，i。为下桥臂电流，知r为桥臂环流分量。
[001引步骤3 ;将桥臂电流比例负反馈环节附加到PR环流抑制器中，MMC换流器内部闭环 传递函数为：
通过虚拟电阻斯f的增加，闭环传递函数根轨迹向实轴负方向移动，系统稳定性增强。
[0013] 需要说明的是步骤1，2和3整体作为
【发明内容】
，H个步骤为有机的不可分割的整 体。
[0014] 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. 一种基于虚拟电阻的MMC环流抑制控制策略，其特征是在PR环流抑制器中引入了桥 臂电流比例负反馈环节，包括以下步骤：步骤1 :利用桥臂电流传感器实时测量MMC桥臂电 流，同时通过给定的有功功率计算桥臂电流额定值；步骤2 :设定虚拟电阻阻值疋y将桥臂 电流实测值减去额定值后与疋u相乘作为比例负反馈环节；步骤3 :将桥臂电流比例负反馈 环节附加到PR环流抑制器中，从而提高了系统运行的稳定性，增强上下桥臂电容电压再平 衡能力，同时虚拟电阻不会消耗能量，适用于大容量MMC直流输电系统中。2. 基于权利要求1中所述的一种基于虚拟电阻的MMC环流抑制控制策略，其特征是步 骤1，2和3整体作为
【发明内容】
，使得系统稳定运行能力增强，同时提高上下桥臂子模块电容 电压自平衡能力，三个步骤为有机的不可分割的整体。
【专利摘要】本发明涉及一种基于虚拟电阻的MMC环流抑制控制策略，属于输配电技术领域。针对目前降低MMC运行损耗，三相桥臂电阻极小，在增加环流抑制器后系统运行稳定性降低的情况，增加虚拟电阻附加控制策略。本发明通过增加桥臂电流比例负反馈控制，改变了MMC换流器传递函数，相当于增大桥臂电阻阻值，从而提高系统稳定运行能力与上下子模块电容电压自平衡能力；同时，本发明是将控制系统中的虚拟电阻映射到一次系统中，一次系统并不存在电阻，MMC系统损耗不会增大。本发明的核心技术方案是：设定虚拟电阻阻值<i>R</i>vir，将桥臂电流实测值减去额定值后与<i>R</i>vir相乘作为比例负反馈环节，最后将桥臂电流比例负反馈环节附加到环流电压生成环节。
【IPC分类】H02M7/483
【公开号】CN105634313
【申请号】CN201510046268
【发明人】许建中, 苑宾, 赵成勇
【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30日