CN113067488A - 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置 - Google Patents

改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113067488A
CN113067488A CN201911290641.4A CN201911290641A CN113067488A CN 113067488 A CN113067488 A CN 113067488A CN 201911290641 A CN201911290641 A CN 201911290641A CN 113067488 A CN113067488 A CN 113067488A
Authority
CN
China
Prior art keywords
multilevel converter
modular multilevel
reference value
current component
unbalanced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911290641.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113067488B (zh
Inventor
苟锐锋
苏匀
焦秀英
李少华
李育宁
姚东晓
马小婷
沈开奎
蒋大海
马松江
涂小刚
李孝维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Duanyi Technology Co ltd
China XD Electric Co Ltd
Xian XD Power Systems Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Duanyi Technology Co ltd
China XD Electric Co Ltd
Xian XD Power Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Duanyi Technology Co ltd, China XD Electric Co Ltd, Xian XD Power Systems Co Ltd filed Critical Xi'an Duanyi Technology Co ltd
Priority to CN201911290641.4A priority Critical patent/CN113067488B/zh
Publication of CN113067488A publication Critical patent/CN113067488A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113067488B publication Critical patent/CN113067488B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置，该方法包括：基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制，其中，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。

Description

改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置。
背景技术
模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)是目前应用于大容量直流输电领域最具影响力的拓扑结构，MMC相对于传统的2/3电平换流器具有更低的开关损耗、更小的谐波输出、更大的电平数输出，且对IGBT器件的一致性要求更低，无需同桥臂的器件同时开通关断，因此，更容易模块化，便于组建超大容量的换流器。
MMC的直流侧只有直流电缆的对地电容参于直流电压的稳定性控制，由于该电容相对较小，直流母线大的功率波动将会导致直流电压大幅波动，为了增大直流侧等效的对地电容解决上述技术问题，现有策略是采用环流抑制策略(CCSC)，该方法简单易行，但是CCSC不对上、下桥臂的能量之和进行控制，不受控的不平衡电流直流分量将导致瞬态过程中的过流和振荡现象。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提供一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，包括：
基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
进一步地，根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，包括：
根据该直流分量以及该交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
根据该上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
进一步地，该基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量，包括：
将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
进一步地，该基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量，包括：
将桥臂能量之差经比例积分调节后产生不平衡电流的交流分量。
进一步地，该根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值，包括：
将该直流分量与该交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值。
进一步地，该交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
第二方面，提供一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，包括：
直流分量获取模块，基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
交流分量获取模块，基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
参考值获取模块，根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
触发信号产生模块，根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
进一步地，该触发信号产生模块包括：
电压波参考值获取单元，根据该直流分量以及该交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
触发信号产生单元，根据该上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
进一步地，该直流分量获取模块包括：
直流分量获取单元，将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
进一步地，该交流分量获取模块包括：
将桥臂能量之差经比例积分调节后产生不平衡电流的交流分量。
进一步地，该参考值获取模块包括：
参考值获取单元，将该直流分量与该交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值。
进一步地，该交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现上述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法的步骤。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法的步骤。
本发明提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置、电子设备以及计算机可读存储介质，该方法包括：基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制，其中，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为MMC换流器详细拓扑结构及等效电路示意图；
图2为本发明实施例中MMC整体控制策略框图；
图3是本发明实施例中的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法的流程示意图；
图4示出了图3中步骤S400的具体步骤；
图5为本发明实施例中改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制策略框图；
图6是本发明实施例中的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置的结构框图；
图7为本发明实施例电子设备的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
MMC的直流侧只有直流电缆的对地电容参于直流电压的稳定性控制，由于该电容相对较小，直流母线大的功率波动将会导致直流电压大幅波动，为了增大直流侧等效的对地电容解决上述技术问题，现有策略是采用环流抑制策略(CCSC)，该方法简单易行，但是CCSC不对上、下桥臂的能量之和进行控制，不受控的不平衡电流直流分量将导致瞬态过程中的过流和振荡现象。
MMC的拓扑结构如图1中的(a)所示，包括ABC三相，每相分为上桥臂和下桥臂，每个桥臂由若干个结构相同的子模块(半桥Half Bridge、全桥Full Bridge、嵌位双子模块Clamp double或者它们的混合,如图1中的(b)所示)级联并与一个桥臂电感L0串联而成，同相上、下两个桥臂构成一个相单元，本质上MMC可以看作为一个幅值和相角都可变化的电压源，通过调节其输出交流电压的幅值和相角就可实现与交流***的有功及无功功率的交换，三相MMC的单相等效电路图如图1中的(c)所示，L0为桥臂电抗，R0用来模拟桥臂损耗，Udc为直流母线电压。Uνj(j＝a,b,c)为换流器在点ν的交流相电压输出，iνj(j＝a,b,c)为交流相电流。6个桥臂阀段部分(不含L0)电压可表示为upj和unj(j＝a,b,c；p代表上桥臂，n代表下桥臂)；ipj和inj分别代表上桥臂和下桥臂的桥臂电流。
由图1可知，MMC拓扑结构三相对称，直流电流Idc在三个相单元之间平均分配。同时每相上、下桥臂也相互对称，所以MMC交流侧各相电流也在上、下桥臂间均分。正常运行时忽略桥臂损耗R0的影响，图1中的(c)中的X点与X’点同电位，因此根据基尔霍夫电压定律，MMC的数学特性可用下式表示：
Figure BDA0002318998640000051
式中：
ej——MMC内部j相产生的虚拟电压；
udiffj——MMC内部j相的不平衡电压；
idiffj——MMC内部j相的不平衡电流。
由式(1)可知，通过控制相虚拟电压ej就可以控制交流相电流，通过控制不平衡电压udiffj即可以控制内部不平衡电流，可见可把MMC***分解成交流和直流两个完全解耦的独立部分。由图1中的(c)及式(1)可知，j相的桥臂电压参考值可以定义为：
Figure BDA0002318998640000061
式中：
ej_ref——MMC内部j相虚拟电压的参考值,eαβ_ref为ej_ref在αβ坐标系下的参考值。
udiffj_ref——MMC内部j相不平衡电压的参考值。
ej_ref从内环电流控制器中得到，而udiffj_ref则来自于改善MMC内部动态性控制器。基于上述思路，可以得到MMC的整体控制框图，详细图2所示。该MMC整体控制可包括：外环功率控制、内环电流控制及改善MMC内部动态性能控制三大组成部分。该外环功率控制由该外环功率控制器执行，该内环电流控制由该内环电流控制器执行，本发明实施例提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法中的部分步骤由该改善MMC内部动态性能控制器执行。
具体地，外环控制器的输入主要输入量为：有功功率定值、无功功率定值、交流电压定及直流电压定值，交流电压及用户控制模式选择，输出量为：根据上述输入条件经控制器产生电流参考定值；内环输入量：外环的电流定值输出、交流电压，输出量为：根据电流定值产生交流电压参考定值。改善MMC动态性能控制器：输入为桥臂电压、不平衡电流及直流电压参考定值，输出为不平衡电压参考定值。
其中，通过对模型的等效和分解，把MMC***分解成交流和直流两个完全解耦的独立部分。桥臂总的电压参考值包括交流***功率控制产生的电压参考值eαβ_ref和直流侧动态性能控制产生的电压参考值udiffj_ref两部分。其中交流侧部分通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到，达到对电网侧有功功率、无功功率的直接电流控制。
对于直流侧的内部动态性能，采用本发明实施例提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法实现，具体如下：
参见图3，该改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法可以包括以下内容：
步骤S100：基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
具体地，将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值udc_ref比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
步骤S200：基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
具体地，将桥臂能量之差经比例积分PI调节后产生不平衡电流的交流分量。
值得说明的是，理想平衡条件下二者的差值应为0。
步骤S300：根据所述直流分量以及所述交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
具体地，将所述直流分量与所述交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值udiffj_ref。
步骤S400：根据所述模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值udiffj_ref以及交流***功率控制产生的电压参考值eαβ_ref产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
其中，交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
综上所述，本发明实施例提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。
在一个可选的实施例中，参见图4，该步骤S400可以包括以下内容：
步骤S410：根据所述直流分量以及所述交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
具体地，把eαβ_ref与udiffj_ref二者叠加即可分别得到上、下桥臂的电压波参考值upj_ref与unj_ref。
步骤S420：根据所述上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
通过采用上述技术方案，能够准确得到电压波参考值，进一步优化模块化多电平换流器的控制。
图5为本发明实施例中改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制策略框图；图中，u∑pj为j相上桥臂所有子模块电容电压实测值之和，u△njj相下桥臂所有子模块电容电压实测值之和，二者输入一个加法器得到上、下桥臂能量之和，和值与直流电压参考值udc_ref一起输入上下桥臂总能量PI控制器，上下桥臂总能量PI控制器将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较后进行PI控制，除法器将控制器的输出除以直流母线电压Udc；u∑pj和u△nj输入一个减法器得到上、下桥臂能量之差，上下桥臂能量差PI控制器根据该上、下桥臂能量之差进行PI控制，乘法器将控制器的输出乘以阀侧交流电压Uv；除法器的输出和乘法器的输出输入加法器中进行代数求和后得到电流idiffj_ref，不平衡电流控制器根据该idiffj_ref以及idiffj产生MMC内部不平衡电压的参考值udiffj_ref。
本发明实施例提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，可大大改善MMC的内部动态性能，尤其是不平衡电流及直流侧的直流电流，极大地衰减暂态过程中的振荡现象。通过对交直流***的解耦分解，保留了传统网侧功率控制器的优越性能，即传统的网侧直接电流控制都可应用于本整体控制框图中且不影响MMC的内部动态性能；本发明策略简单，结构清晰，性能优越，可用性强。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例所述。由于改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置解决问题的原理与上述方法相似，因此改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图6是本发明实施例中的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置的结构框图一。如图6所示，该改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置具体包括：直流分量获取模块10、交流分量获取模块20、参考值获取模块30以及触发信号产生模块40。
直流分量获取模块10基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
交流分量获取模块20基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
参考值获取模块30根据所述直流分量以及所述交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
触发信号产生模块40根据所述模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
综上所述，本发明实施例提供的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。
在一个可选的实施例中，触发信号产生模块40包括：电压波参考值获取单元以及触发信号产生单元。
电压波参考值获取单元，根据所述直流分量以及所述交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
触发信号产生单元，根据所述上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
在一个可选的实施例中，所述直流分量获取模块10包括：直流分量获取单元，将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
在一个可选的实施例中，所述交流分量获取模块20包括：将桥臂能量之差经比例积分调节后产生不平衡电流的交流分量。
在一个可选的实施例中，所述参考值获取模块30包括：参考值获取单元，将所述直流分量与所述交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值。
在一个可选的实施例中，所述交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
上述实施例阐明的装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为电子设备，具体的，电子设备例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
在一个典型的实例中电子设备具体包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现下述步骤：
基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
从上述描述可知，本发明实施例提供的电子设备，可用于改善模块化多电平换流器内部动态性能，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。
下面参考图7，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备600的结构示意图。
如图7所示，电子设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的程序或者从存储部分608加载到随机访问存储器(RAM))603中的程序而执行各种适当的工作和处理。在RAM603中，还存储有***600操作所需的各种程序和数据。CPU601、ROM602、以及RAM603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
以下部件连接至I/O接口605：包括键盘、鼠标等的输入部分606；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分607；包括硬盘等的存储部分608；以及包括诸如LAN卡，调制解调器等的网络接口卡的通信部分609。通信部分609经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器610也根据需要连接至I/O接口605。可拆卸介质611，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器610上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装如存储部分608。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现下述步骤：
基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
根据该直流分量以及该交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
根据该模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
从上述描述可知，本发明实施例提供的计算机可读存储介质，可用于改善模块化多电平换流器内部动态性能，基于上、下桥臂能量之和以及上、下桥臂能量之差进行控制，无需叠加CCSC即可避免桥臂中二倍频环流的产生，同时可以大大改善MMC内部的动态性能，减少瞬态过程中的过流和振荡现象。
在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分609从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质611被安装。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，包括：
基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
根据所述直流分量以及所述交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
根据所述模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
2.根据权利要求1所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，所述根据所述模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，包括：
根据所述直流分量以及所述交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
根据所述上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
3.根据权利要求1所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，所述基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量，包括：
将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
4.根据权利要求1所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，所述基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量，包括：
将桥臂能量之差经比例积分调节后产生不平衡电流的交流分量。
5.根据权利要求1所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，所述根据所述直流分量以及所述交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值，包括：
将所述直流分量与所述交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值。
6.根据权利要求1所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法，其特征在于，所述交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
7.一种改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，包括：
直流分量获取模块，基于上、下桥臂能量之和以及直流电压参考值产生不平衡电流的直流分量；
交流分量获取模块，基于上、下桥臂能量之差产生不平衡电流的交流分量；
参考值获取模块，根据所述直流分量以及所述交流分量产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值；
触发信号产生模块，根据所述模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值以及交流***功率控制产生的电压参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
8.根据权利要求7所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，所述触发信号产生模块包括：
电压波参考值获取单元，根据所述直流分量以及所述交流分量获取上、下桥臂的电压波参考值；
触发信号产生单元，根据所述上、下桥臂的电压波参考值产生触发信号，实现模块化多电平换流器控制。
9.根据权利要求7所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，所述直流分量获取模块包括：
直流分量获取单元，将上、下桥臂的能量之和与直流电压参考值比较，经比例积分调节后产生不平衡电流的直流分量。
10.根据权利要求7所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，所述交流分量获取模块包括：
将桥臂能量之差经比例积分调节后产生不平衡电流的交流分量。
11.根据权利要求7所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，所述参考值获取模块包括：
参考值获取单元，将所述直流分量与所述交流分量进行代数求和后，经不平衡电流控制器产生模块化多电平换流器内部不平衡电压的参考值。
12.根据权利要求7所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制装置，其特征在于，所述交流***功率控制产生的电压参考值通过内环电流控制器基于静止坐标***下，采用准比例谐振控制器得到。
13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至6任一项所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法的步骤。
CN201911290641.4A 2019-12-16 2019-12-16 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置 Active CN113067488B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911290641.4A CN113067488B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911290641.4A CN113067488B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113067488A true CN113067488A (zh) 2021-07-02
CN113067488B CN113067488B (zh) 2022-08-26

Family

ID=76558012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911290641.4A Active CN113067488B (zh) 2019-12-16 2019-12-16 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113067488B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285309A (zh) * 2021-12-06 2022-04-05 山东大学 一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101854061A (zh) * 2010-04-30 2010-10-06 浙江大学 一种三相模块化多电平换流器环流抑制方法
CN103532156A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 湖南大学 一种基于模块化多电平换流器的statcom不平衡补偿控制方法
CN103595285A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 哈尔滨工业大学 一种模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制方法及装置
CN107465359A (zh) * 2017-08-18 2017-12-12 北京能源集团有限责任公司 模块化多电平换流器的环流抑制方法及装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101854061A (zh) * 2010-04-30 2010-10-06 浙江大学 一种三相模块化多电平换流器环流抑制方法
CN103532156A (zh) * 2013-10-31 2014-01-22 湖南大学 一种基于模块化多电平换流器的statcom不平衡补偿控制方法
CN103595285A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 哈尔滨工业大学 一种模块化多电平换流器的桥臂间能量均衡控制方法及装置
CN107465359A (zh) * 2017-08-18 2017-12-12 北京能源集团有限责任公司 模块化多电平换流器的环流抑制方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285309A (zh) * 2021-12-06 2022-04-05 山东大学 一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及***
CN114285309B (zh) * 2021-12-06 2023-09-08 山东大学 一种模块化多电平换流器过调制风险评估方法及***

Also Published As

Publication number Publication date
CN113067488B (zh) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pichan et al. Sliding-mode control of four-leg inverter with fixed switching frequency for uninterruptible power supply applications
Caseiro et al. Dynamically weighted optimal switching vector model predictive control of power converters
Mehrasa et al. Multilevel converter control approach of active power filter for harmonics elimination in electric grids
Rohani et al. Three-phase amplitude adaptive notch filter control design of DSTATCOM under unbalanced/distorted utility voltage conditions
CN110086173B (zh) 并联型apf谐波放大效应抑制方法以及***
Chebabhi et al. A new balancing three level three dimensional space vector modulation strategy for three level neutral point clamped four leg inverter based shunt active power filter controlling by nonlinear back stepping controllers
Dinh et al. Adaptive notch filter solution under unbalanced and/or distorted point of common coupling voltage for three‐phase four‐wire shunt active power filter with sinusoidal utility current strategy
Zhu et al. Reduced-order dynamic model of modular multilevel converter in long time scale and its application in power system low-frequency oscillation analysis
CN109888784A (zh) 一种基于电网电压不平衡条件下mmc-sapf的无源控制方法
CN111211562A (zh) 一种基于电网电压不平衡条件下mmc-upqc的无源控制方法
Wang et al. Analysis of frequency characteristics of phase-locked loops and effects on stability of three-phase grid-connected inverter
CN113410869A (zh) 并联并网逆变***及其控制方法和装置
Xiong et al. Common-mode insertion indices compensation with capacitor voltages feedforward to suppress circulating current of MMCs
Yu et al. Research on modeling, stability and dynamic characteristics of voltage-controlled grid-connected energy storage inverters under high penetration
CN108574295B (zh) 基于李雅普诺夫函数的不平衡电网电压下mmc控制方法
CN113067488B (zh) 改善模块化多电平换流器内部动态性能的控制方法和装置
Tan et al. Droop controlled microgrid with DSTATCOM for reactive power compensation and power quality improvement
CN110176770A (zh) 电网电压不平衡时mmc型有源电力滤波器的控制方法
Bendib et al. Advanced control scheme and dynamic phasor modelling of grid‐tied droop‐controlled inverters
Geddada et al. LCL filter with passive damping for DSTATCOM using PI and HC regulators in dq0 current controller for load compensation
CN111030131A (zh) 基于负序虚拟阻抗的mmc-statcom环流抑制装置
Chebabhi et al. Self tuning filter and fuzzy logic control of shunt active power filter for eliminates the current harmonics constraints under unbalanced source voltages and loads conditions
Padula et al. Partial harmonic current distortion mitigation in microgrids using proportional resonant controller
Ramirez et al. STATCOM control strategies
CN114285050A (zh) 柔性直流输电***直流侧振荡抑制方法、装置及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant