CN103730898A - 一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 - Google Patents
一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103730898A CN103730898A CN201310642768.4A CN201310642768A CN103730898A CN 103730898 A CN103730898 A CN 103730898A CN 201310642768 A CN201310642768 A CN 201310642768A CN 103730898 A CN103730898 A CN 103730898A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- level converter
- modularization multi
- power
- harmonic
- additional function
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
-
- 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
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法。包括:采集负载侧交流电压和交流电流;基于瞬时功率理论计算负载侧谐波电流瞬时值;谐波电流瞬时计算值经闭环调节得到附加控制电压指令;将附加控制电压指令与功率控制电压指令相加,作为模块化多电平换流器的电压控制指令;重新采集负载侧交流电压和交流电流。本发明可在不加装滤波器的情况下有效减小谐波源对所接交流系统造成的谐波污染,提高电网电能质量,提高系统稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力电子技术领域,尤其涉及模块化多电平换流器的控制技术。
背景技术
随着社会的发展,现有电网结构已不能满足经济增长的需要,迫切需要对现有交流电网进行升级改造。而柔性直流输电以其有功无功独立调节、无源供电能力以及易于构建直流电网等特点,在区域电网的互联以及城市中心负荷的电力输送等方面将发挥越来越重要的作用。另外,柔性直流输电采用地埋式直流电缆,无交变电磁场、无油污染,可以在无电磁干扰及不影响城市市容的情况下,完成城市电网的增容改造,满足城市中心负荷的需求和环保节能的要求。
当轧钢厂等谐波源负荷采用交流和模块化多电平柔性直流输电双电源供电时,由于其本身产生的谐波不仅会对交流系统产生谐波污染,也会影响模块化多电平换流器的安全稳定运行。若加装滤波器,则会增加额外投入,经济性差。
为减小谐波源对交流系统谐波污染,降低其对模块化多电平换流器的影响,需要一种既能减小谐波源对交流系统的谐波污染,又不需额外装设滤波器的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,该方法既能减小谐波源对交流系统的谐波污染,又不需额外装设滤波器。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,所述的模块化多电平换流器是柔性直流输电系统中的一个或多个换流站,所述的附加功能是通过一定的控制方法使得模块化多电平换流器在传输有功功率和无功功率的同时,具有有源滤波器的功能。其特征是所述方法包括以下步骤:
步骤1:采集负载侧交流电压和交流电流;
步骤2:计算负载侧谐波电流瞬时值;
步骤3:谐波电流瞬时计算值经闭环调节得到附加控制电压指令;
步骤4:将附加控制电压指令与功率控制电压指令相加,作为模块化多电平换流器的电压控制指令;
步骤5:返回步骤1。
所述模块化多电平换流器是多端柔性直流输电系统中的一个或多个换流站。
所述与模块化多电平换流站相连的其它换流站交流侧为强系统。
所述附加功能为有源滤波功能。
所述步骤2基于瞬时功率理论进行谐波电流瞬时值的计算。
所述附加功能控制采用闭环控制方法。
所述通过附加功能控制方法,模块化多电平换流器可兼具有源滤波器的功能,实时补偿负载谐波。
所述当系统中包括多个模块化多电平换流器时,多个换流器可分别采用附加功能控制方法补偿各自负载谐波电流,互不影响。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明提供的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,可以大大减小谐波源对所接交流系统造成的谐波污染,提高电网电能质量。
(2)本发明提供的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,基于瞬时功率理论计算谐波电流瞬时值,可实时补偿负载谐波。
(3)本发明提供的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,不需加装滤波器,降低系统运行成本,经济性好。
附图说明
图1为轧钢厂双电源供电时电网结构图。
图2是本发明的控制结构框图。
图3为仿真波形.
图4为附加控制电压指令图。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式对发明的技术方案进行详细说明。
本发明所述的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,所述的模块化多电平换流器是柔性直流输电系统中的一个或多个换流站,所述的附加功能是通过一定的控制方法使得模块化多电平换流器在传输有功功率和无功功率的同时,具有有源滤波器的功能。
本发明以轧钢厂为谐波源负荷,采用两端模块化多电平柔性直流输电为例,进行发明方法的详细阐述。轧钢厂采用交流和模块化多电平柔性直流输电双电源供电时,电网结构如附图1所示。轧钢厂通过变压器Ts从交流系统AC1直接取电,通过模块化多电平换流站MMC1和MMC2从交流系统AC2取电,实现双电源供电。其中,Qs为轧钢厂与交流系统AC1之间的隔离开关和断路器,Q1、Q2分别为两端模块化多电平柔性直流输电系统与轧钢厂和交流系统AC2相连的隔离开关及断路器,T1、T2分别为两端模块化多电平柔性直流输电系统与轧钢厂和交流系统AC2相连的换流变压器,QD1、QD2分别为模块化多电平换流器MMC1和MMC2直流侧隔离开关,Udc1、Udc2分别为模块化多电平换流器MMC1和MMC2直流侧电压,模块化多电平换流器MMC2交流侧串联充电电阻,所述充电电阻并联旁路开关QP2。
本发明提供的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法包括:
(1)采集负载侧交流电压和交流电流;
采集轧钢厂出口处交流电压瞬时值vla、vlb、vlc和交流电流瞬时值ila、ilb、ilc。
(2)计算负载侧谐波电流瞬时值;
(a)采用abc→αβ坐标变换,将vla、vlb、vlc和ila、ilb、ilc分别变换为vlα、vlβ和ilα、ilβ;
(b)基于瞬时无功理论计算瞬时有功功率p′l和瞬时无功功率q′l,其中p′l=ilαvlα+ilβvlβ,q′l=ilβvlα-ilαvlβ;
(c)p′l、q′l经高通滤波器,得瞬时谐波有功功率pl和无功功率ql;
(d)计算谐波电流瞬时值i′lα、i′lβ,其中
(e)采用αβ→abc反变换,将i′lα、i′lβ分别变换为i′la、i′lb、i′lc,即为谐波电流瞬时值。
(3)谐波电流瞬时计算值经闭环调节得到附加控制电压指令;
(a)i′la、i′lb、i′lc分别与参考值0做比较得ilra、ilrb、ilrc;
(b)所得结果经比例调节器得ilka、ilkb、ilkc;
(c)所得结果分别经限幅控制得到附加控制电压指令u′la、u′lb、u′lc;
(4)将附加控制电压指令与功率控制电压指令相加,作为模块化多电平换流器的电压控制指令;
(5)返回步骤(1)。
本发明在PSCAD/EMTDC平台上搭建了n=4的模块化多电平换流站等效模型,该模型中的主回路参数仅为验证本专利所述方法的正确性。轧钢厂以晶闸管整流电流代替,轧钢厂直接相连的交流系统AC1电压为3.6kV,模块化多电平换流站MMC1直流侧以7.2kV直流电压源代替。设轧钢厂需吸收有功功率10MW,模块化多电平换流器MMC1采用定有功功率控制方式运行,发出10MW有功功率。为突出本发明方法的效果,谐波源负载含有很高谐波。仿真波形如图2所示,ila为负载侧A相电流波形,畸变严重,ica为模块化多电平换流器输出A相电流波形,实时补偿负载侧谐波电流,isa为谐波源所连交流系统A相电流波形,经过ica的补偿作用畸变情况有效改善,图4为附加功能控制方法产生的附加控制电压指令,进一步说明本方法的有效性。
本发明中轧钢厂为谐波源代表,模块化多电平换流器通过附加功能控制方法实现谐波消除为例介绍该方法的具体实施步骤及技术思想,不能以此限定本发明的保护范围。任何牵涉到通过对模块化多电平换流器进行附加控制达到使换流器具有有源滤波功能的方法都属于本发明的保护范围。本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,所述的模块化多电平换流器是柔性直流输电系统中的一个或多个换流站,其特征在于,所述模块化多电平换流器在传输有功功率和无功功率的同时,还具有有源滤波器的功能,实时补偿负载谐波;控制方法包括以下步骤:
步骤1:采集负载侧交流电压和交流电流;
步骤2:计算负载侧谐波电流瞬时值;
步骤3:谐波电流瞬时计算值经闭环调节得到附加控制电压指令;
步骤4:将附加控制电压指令与功率控制电压指令相加,作为模块化多电平换流器的电压控制指令;
步骤5:返回步骤1。
2.根据权利要求1所述的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,其特征在于,所述步骤2基于瞬时功率理论进行谐波电流瞬时值的计算。
3.根据权利要求1所述的一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法,其特征在于,当系统中包括多个模块化多电平换流器时,多个换流器可分别采用附加功能控制方法补偿各自负载谐波电流,互不影响。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310642768.4A CN103730898A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310642768.4A CN103730898A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103730898A true CN103730898A (zh) | 2014-04-16 |
Family
ID=50454876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310642768.4A Pending CN103730898A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103730898A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007398A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法 |
CN107196302A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-09-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种mmc的谐波电流抑制控制方法、系统及控制器 |
CN107612014A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-19 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种换流器控制方法 |
CN110556854A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-12-10 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种柔性直流输电系统并网点的静态谐波分析方法及系统 |
CN111224401A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-02 | 东南大学 | 一种基于背靠背模块化多电平换流器的电能质量调节系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101055991A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 广东工业大学 | 380v系统有源电力滤波装置 |
CN102255315A (zh) * | 2010-05-17 | 2011-11-23 | 江苏方程电力科技有限公司 | 电能调节节电装置三相电流平衡调节系统 |
CN103337980A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 哈尔滨工业大学 | 模块化多电平变流器环流抑制方法 |
-
2013
- 2013-12-03 CN CN201310642768.4A patent/CN103730898A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101055991A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 广东工业大学 | 380v系统有源电力滤波装置 |
CN102255315A (zh) * | 2010-05-17 | 2011-11-23 | 江苏方程电力科技有限公司 | 电能调节节电装置三相电流平衡调节系统 |
CN103337980A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 哈尔滨工业大学 | 模块化多电平变流器环流抑制方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
匿名: "瞬时无功功率实时谐波检测", 《百度文库》 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007398A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-27 | 国家电网公司 | 一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法 |
CN104007398B (zh) * | 2014-06-12 | 2016-08-31 | 国家电网公司 | 一种换流器子单元全工况闭环控制试验方法 |
CN107196302A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-09-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种mmc的谐波电流抑制控制方法、系统及控制器 |
CN107612014A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-19 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种换流器控制方法 |
CN107612014B (zh) * | 2017-09-19 | 2020-09-08 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种换流器控制方法 |
CN110556854A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-12-10 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种柔性直流输电系统并网点的静态谐波分析方法及系统 |
CN110556854B (zh) * | 2019-08-12 | 2021-07-23 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种柔性直流输电系统并网点的静态谐波分析方法及系统 |
CN111224401A (zh) * | 2020-02-17 | 2020-06-02 | 东南大学 | 一种基于背靠背模块化多电平换流器的电能质量调节系统 |
CN111224401B (zh) * | 2020-02-17 | 2022-06-07 | 东南大学 | 一种基于背靠背模块化多电平换流器的电能质量调节系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9841778B2 (en) | Use of distributed generator (DG) inverters as STATCOMs for decreasing line losses | |
CN203071836U (zh) | 一种混合微电网系统及其交直流耦合器 | |
CN103199542B (zh) | 一种风电场无功电压优化控制方法 | |
CN102136729B (zh) | 一种基于移相多绕组整流变压器的串联多电平svg拓扑结构及其控制方法 | |
CN103368173B (zh) | 含柔性直流输电的交直流并列系统有功潮流优化分配方法 | |
US11586236B2 (en) | Use of distributed generator (DG) inverters as STATCOMs for decreasing line losses | |
CN106849172A (zh) | 光储交直流微网中的并离网无缝切换策略 | |
CN102751720B (zh) | 一种Flexible HVDC潮流计算模型及其计算方法 | |
CN106936152B (zh) | 考虑换流站损耗特性的交直流系统电压无功协调控制方法 | |
CN102709918B (zh) | 基于avc系统的电网关口无功功率控制方法 | |
CN103730898A (zh) | 一种用于模块化多电平换流器的附加功能控制方法 | |
CN204349457U (zh) | 一种无功补偿滤波装置 | |
CN106099962A (zh) | 一种电动汽车充电站主动参与电网调节的系统及方法 | |
CN104600719B (zh) | 一种光伏发电系统并网接入综合无功补偿控制系统及方法 | |
CN102832631B (zh) | 一种电能质量一体化治理方法 | |
CN102790400B (zh) | 电气化铁路无功负序电流混合式协同控制装置及其方法 | |
CN108512452A (zh) | 一种直流微电网并网变换器电流的控制系统及控制方法 | |
CN104269847A (zh) | 一种柔性环网控制系统运行及潮流优化方法 | |
Ge et al. | Combined active and reactive power flow control strategy for flexible railway traction substation integrated with ESS and PV | |
CN103972894A (zh) | 电力电子变压器的控制方法及系统 | |
CN102916434B (zh) | 基于无功消耗的光伏电站无功补偿优化配置控制方法 | |
Yan et al. | Flexible coordination optimization scheduling of active distribution network with smart load | |
CN104753359B (zh) | 一种工频电力电子变压器及其实现方法 | |
CN106505608A (zh) | 计及短路容量约束的分布式电源准入容量计算方法 | |
Palla et al. | Coordinated control of PV-ultracapacitor system for enhanced operation under variable solar irradiance and short-term voltage dips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140416 |