一种柔性直流换流站的脉宽调制优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及柔性输配电和电力电子领域，特别设及一种柔性直流换电站的脉宽调 制优化方法。
【背景技术】
[0002] 柔性直流输配电技术正在迅速发展，国内外电网中已有多项工程应用。对于采用 两电平和=电平的换流站，为了减少输出的谐波，往往需要较高的开关频率，工程中一般不 低于1曲Z。较高的开关频率，会导致较大的开关损耗，降低换流站运行效率。因此，如何优 化开关器件的脉宽调制方法，从而在较低开关频率下仍能得到良好的输出波形，始终是换 流站关屯、的重点问题。
[0003] 典型的脉宽调制方法有正弦调制、空间矢量调制和特定消谐调制。其中，特定消谐 方法是通过调整开关时刻，来消除特定次数的谐波。通过优化该些开关时刻，则可W使得换 流站W更低的开关频率运行。与特定消谐调制方法相比，要达到相同的谐波性能，正弦调制 和空间矢量调制的载波频率较高，使得换流器开关损耗较大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种柔性直流换电站的脉宽 调制优化方法。
[0005] 本发明的目的通过W下的技术方案实现：
[0006] 一种柔性直流换电站的脉宽调制优化方法，包含W下顺序的步骤：
[0007] S1.在；相桥中，令各桥臂采用不同的开关时刻，从而构成12个独立的方程；
[000引 S2.写出立相桥输出电压的傅立叶级数，其中含有12个变量，即上述的12个开关 时刻；
[0009] S3.取出步骤S2中表达式中的各次谐波次数，在5、7、11、13、17次谐波上的系数为 0,而基波的系数为给定值，建立非线性方程组；
[0010] S4.求解所有方程，计算出12个开关时刻；
[0011] S5.建立开关时刻优化模型，其目标函数相桥输出电压的17次及W下谐波幅 值的平方和最小；约束条件如下：开关时刻具有合理性，W升序排列，且相邻时刻之间的时 间差不小于8yS;
[0012] S7.在步骤S5的优化模型和约束条件下，W步骤S4求解得到的开关时刻为初值， 重新求解步骤S3中的非线性方程组，则得到可用的开关时刻即优化后的开关时刻；
[0013]S8.通过优化后的开关时刻，换流站W较低的开关频率运行且能得到良好的输出 波形。
[0014] 所述的换流站，其输出电压为奇函数且1/4周波对称。
[00巧]步骤S1或S2中，所述的；相桥的拓包含6只IGBT，即T1、T2、T3、T4、T5、T6,其 中T1和T2串联，连接点引出交流端子A;T3和T4串联，连接点引出交流端子B;T5和T6串 联，连接点引出交流端子c;还包含直流侧的电容器Cl、C2,Cl、C2串联，中点接地；Tl、T3、T4的集电极与Cl的正极并联，T2、T4、T6的发射极与C2的负极并联。
[0016] 本发明的工作原理如下；
[0017] 如果周期函数f(x)W23I为周期，且f(x)满足狄里赫利条件，则在选定适当的系 数后，可将f(x)精确地表示为
[00 化]
【主权项】
1. 一种柔性直流换电站的脉宽调制优化方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：
51. 在三相桥中，令各桥臂采用不同的开关时刻，从而构成12个独立的方程；
52. 写出三相桥输出电压的傅立叶级数，其中含有12个变量，即上述的12个开关时 刻；
53. 取出步骤S2中表达式中的各次谐波次数，在5、7、11、13、17次谐波上的系数为0， 而基波的系数为给定值，建立非线性方程组；
54. 求解所有方程，计算出12个开关时刻；
55. 建立开关时刻优化模型，其目标函数以三相桥输出电压的17次及以下谐波幅值的 平方和最小；约束条件如下：开关时刻具有合理性，以升序排列，且相邻时刻之间的时间差 不小于8 y s ;
56. 在步骤S5的优化模型和约束条件下，以步骤S4求解得到的开关时刻为初值，重新 求解步骤S3中的非线性方程组，则得到可用的开关时刻即优化后的开关时刻；
57. 通过优化后的开关时刻，换流站以较低的开关频率运行且能得到良好的输出波形。
2. 根据权利要求1所述的柔性直流换电站的脉宽调制优化方法，其特征在于：所述的 换流站，其输出电压为奇函数且1/4周波对称。
3. 根据权利要求1所述的柔性直流换电站的脉宽调制优化方法，其特征在于：步骤Sl 或S2中，所述的三相桥的拓包含6只IGBT，即1'1、了2、了3、了4、了5、了6，其中1'1和了2串联，连 接点引出交流端子A ;T3和T4串联，连接点引出交流端子B ;T5和T6串联，连接点引出交流 端子(：；还包含直流侧的电容器(：1、02，(：1、02串联，中点接地；1'1、13、14的集电极与(：1的 正极并联，T2、T4、T6的发射极与C2的负极并联。
【专利摘要】本发明公开了一种柔性直流换电站的脉宽调制优化方法，包含以下步骤：在三相桥中，令各桥臂采用不同的开关时刻，构成12个方程；写出三相桥输出电压的傅立叶级数及其各次谐波次数；在5、7、11、13、17次谐波上的系数为0，而基波的系数为给定值，建立非线性方程组；求解所有方程，计算出12个开关时刻；建立开关时刻优化模型并在束条件下，以求解得到的开关时刻为初值，重新求解非线性方程组，则得到可用的开关时刻即优化后的开关时刻；通过优化后的开关时刻，换流站以较低的开关频率运行且能得到良好的输出波形。本发明的优化方法，使得换流站在较低开关频率下仍能得到良好的输出波形。
【IPC分类】H02J3-01, H02J3-36
【公开号】CN104753078
【申请号】CN201510108679
【发明人】夏成军, 梁君君, 蓝海文, 张春朋
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月12日