CN105262121B - 柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统，获取三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义三相瞬时负序电压为三相负序参考电压，将三相正序参考电压和三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，生成触发脉冲信号，控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。有效实现负序电流控制，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及柔性直流输电系统(MMC-HVDC)技术领域，特别是涉及柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统。
背景技术
基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统适用于高度模块化、高电压、大功率等场合，得到越来越多的工程应用，是近年来的研究热点。
相对于传统VSC(Voltage Source Converter，电压源换流器)型柔性直流输电系统，MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)型柔性直流输电系统的一个突出特点是其电抗器L0串接在桥臂中，该电抗器主要是实现直流系统与交流系统的交互功率；另外，该电抗器能一定程度地抑制故障电流，减少故障电流对子模块的冲击，以及延缓电流上升的速度，给故障电流的截断提供时间。然而，由于该电抗器存在于上下桥臂中，与传统的拓扑结构不同，当交流侧发生不对称故障时，上下桥臂电抗器节点后的电压有效值将不再相等，模块化多电平换流器的调制将发生紊乱。此时由于不对称电压和负序电流的存在，使得换流器的不对称电流更加严重，可能导致换流器发生闭锁，甚至触发继电保护动作，中断功率传输。
在实际工程中，当受端交流系统发生不对称故障时，由于是区外故障，可能需要直流系统持续运行且不闭锁换流器，而此时交直流系统均会出现不对称电压，产生负序分量，严重故障时产生的负序电流可能会烧坏IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等元件，引起保护系统动作，导致柔性直流输电系统停运。因此有必要设计在不平衡状态下柔性直流输电系统的换流器简单有效的负序电流控制方法。
发明内容
基于此，有必要针对目前尚无柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，容易造成柔性直流输电系统停运的问题，提供一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。
一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，包括步骤：
获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值；
根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流；
根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压；
将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，包括：
数据获取模块，用于获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值；
第一处理模块，用于根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流；
第二处理模块，用于根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压；
触发脉冲生成模块，用于将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统，获取三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义三相瞬时负序电压为三相负序参考电压，将三相正序参考电压和三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，生成触发脉冲信号，控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。整个过程中，采用基于正弦分解的瞬时对称分量变换，使柔性直流输电系统在不平衡状态下快速有效地提取故障电压电流的正序、负序分量，通过双闭环控制系统，无延时补偿换流器控制电压，有效实现负序电流控制，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。
附图说明
图1为本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法第一个实施例的流程示意图；
图2为本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法第二个实施例的流程示意图；
图3为本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统第一个实施例的结构示意图；
图4为本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统第二个实施例的结构示意图；
图5为柔性直流输电系统的结构示意图；
图6为三相模块化多电平换流器基本结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，包括步骤：
S100：获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值。
根据预设采样步长对柔性直流输电系统进行电压值采样和电流值采样，获得获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值。假定，根据采样步长△t采集a相、b相以及c相的电压和电流值，则需采集的数据包括a相瞬时电压值usa(t)，b相瞬时电压值usb(t)，c相瞬时电压值usc(t)，a相瞬时电流值ia(t)，b相瞬时电流值ib(t)，c相瞬时电流值ic(t)，前一采样步长t-△t，usa(t-△t)、usb(t-△t)、usc(t-△t)，isa(t-△t)、isb(t-△t)、isc(t-△t)。
S200：根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
根据上述采集到的数值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，再分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
S300：根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
在这里，针对三相瞬时正序电压和三相瞬时负序电压进行不同操作，对于正序系统，以正序故障电流为基础，经过双闭环控制系统输出三相正序电压参考值。对于三相瞬时负序电压，为了抑制换流器的负序电流，直接定义三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
S400：将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
将之前处理获得的三相正序参考电压和三相负序参考电压相加，得到MMC的三相实际调剂参考电压，通过调制环节产生触发脉冲信号，触发脉冲控制各相单元子模块的开通和闭合，输出调制电压，有效实现负序电流控制，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。具体处理过程如下：
最后将正序电压参考值uaref +、ubref +、ucref +，与负序电压参考值uaref -、ubref -、ucref -三相分别相加后作为换流器调制参考电压值uaref、ubref、ucref，通过调制环节产生触发脉冲信号，触发脉冲控制各相单元子模块的开通和闭合，输出调制电压。
本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，获取三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义三相瞬时负序电压为三相负序参考电压，将三相正序参考电压和三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，生成触发脉冲信号，控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。整个过程中，采用基于正弦分解的瞬时对称分量变换，使柔性直流输电系统在不平衡状态下快速有效地提取故障电压电流的正序、负序分量，通过双闭环控制系统，无延时补偿换流器控制电压，有效实现负序电流控制，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。
如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S200具体包括：
S220：根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分别计算所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部。
S240：根据所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部，采用复数计算出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
下面将采用严谨的数学公式详细解释步骤S220和步骤S240的具体过程：
步骤一：定义三相电压瞬时值usa(t)、usb(t)、usc(t)所对应的旋转相量分别为
式中，Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位。
步骤二：定义三相电压瞬时值usa(t)、usb(t)、usc(t)的旋转相量的实部为：
步骤三：采用三角函数分解法，以a相电压为例，计算出相量的虚部部分。a相电压瞬时值可表示为
即
可得
又因为
将(5)代入(6)整理可得
同理可得
由式(7)～(9)可知，由于是常量，其正弦余弦函数值也是常量，因此实际使用过程中不需要进行三角函数的计算，从而增加运算速度。从该推导可以看出，在求解旋转相量虚部的过程中，使用上一采样值△t的三相电压瞬时值。可见，只需要一个采样步长△t的时间，便能实现三相电压的对称分量实时分解。
步骤四：由式(2)以及式(7)～(9)分别求出式(1)中三相旋转相量的实部和虚部，经过式(10)、(11)的变换，得到三相瞬时正序电压和瞬时负序电压。
式中Re表示对复数取实部，为旋转因子，a3＝1；1+a+a3＝0。
故障电流的正序分量分解方法与电压分解原理相同，即公式(1)～(11)中电压变量u代换成电流变量i，从而分解出故障电流正序分量
在其中一个实施例中，三相包括a相、b相以及c相；
采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电压相量，为b相旋转电压相量，为c相旋转电压相量，所述Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位；
采用正弦分解法，计算三相旋转电流相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电流相量，为b相旋转电流相量，为c相旋转电流相量，所述Isam为a相旋转电流相量的电流幅值，所述Isbm为b相旋转电流相量的电流幅值，所述Iscm为c相旋转电流相量的电流幅值，所述j为虚数单位。
如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S300具体包括：
S320：对所述三相瞬时正序电压进行dq轴变换处理，获得dq轴正序电压和。
S340：根据所述dq轴正序电压和以及所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得正序电压参考值dq分量。
S360：对所述正序电压参考值dq分量进行dq轴反变换处理，获得三相正序参考电压。
S380：定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
下面将采用严谨的数学公式详细介绍上述内容。
由MMC拓扑结构得到柔性直流输电系统侧与MMC之间的三相正序方程和负序方程，如式(12)、(13)所示，其中，L为变压器电抗和二分之一桥臂电抗之和，R为换流器电阻的一半。
对于正序系统，运用换流器双闭环控制原理，对正序方程进行dq变换得到式(16)，其中为步骤S200中正序电流经过dq变换后的值，忽略桥臂的电阻值R。使用PI控制以及电压前馈解耦得到正序参考电压进行dq反变换后得到正序系统的参考电压uaref +、ubref +、ucref +。dq变换和dq反变换分别
为公式(14)(15)，其中θ为三相正序电压分量通过锁相环得到的相位角；
对于负序系统，为了抑制换流器的负序电流，令式(13)ij -(t)＝0(j＝a,b,c)，进而usa -(t)＝ua -(t)、usb -(t)＝ub -(t)、usb -(t)＝uc -(t)，把usa -(t)、usb -(t)、usb -(t)作为负序电压参考值uaref -、ubref -、ucref -。可见，获取负序电压参考值时不必进行dq变换，直接使用得到的三相瞬时负序电压usa -(t)、usb -(t)、usb -(t)，从而实时补偿由于交流系统不对称而引起的换流器负序电流。
如图3所示，一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，包括：
数据获取模块100，用于获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值；
第一处理模块200，用于根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流；
第二处理模块300，用于根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压；
触发脉冲生成模块400，用于将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，数据获取模块100获取三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，第一处理模块200采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流，第二处理模块300运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义三相瞬时负序电压为三相负序参考电压，触发脉冲生成模块400将三相正序参考电压和三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，生成触发脉冲信号，控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。整个过程中，采用基于正弦分解的瞬时对称分量变换，使柔性直流输电系统在不平衡状态下快速有效地提取故障电压电流的正序、负序分量，通过双闭环控制系统，无延时补偿换流器控制电压，有效实现负序电流控制，确保柔性直流输电系统安全、稳定运行。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述第一处理模块200具体包括：
正弦分解单元220，用于根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分别计算所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部；
复数计算单元240，用于根据所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部，采用复数计算出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
在其中一个实施例中，三相包括a相、b相以及c相；
所述正弦分解单元采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电压相量，为b相旋转电压相量，为c相旋转电压相量，所述Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位；
所述正弦分解单元采用正弦分解法，计算三相旋转电流相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电流相量，为b相旋转电流相量，为c相旋转电流相量，所述Isam为a相旋转电流相量的电流幅值，所述Isbm为b相旋转电流相量的电流幅值，所述Iscm为c相旋转电流相量的电流幅值，所述j为虚数单位。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述第二处理模块300具体包括：
dq轴变换单元320，用于对所述三相瞬时正序电压进行dq轴变换处理，获得dq轴正序电压和；
dq分量获取单元340，用于根据所述dq轴正序电压和以及所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得正序电压参考值dq分量；
dq轴反变换单元360，用于对所述正序电压参考值dq分量进行dq轴反变换处理，获得三相正序参考电压；
定义单元380，用于定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
在其中一个实施例中，三相包括a相、b相以及c相；
所述dq轴变换处理的公式具体为：
所述dq轴反变换处理的公式具体为：
为了更进一步详细解释本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法与系统的技术方案，下面将结合柔性直流输电系统的结构，并采用严谨的数学公式详细介绍其技术方案及其带来的有益效果。为了便于描述的严谨性与连贯，下述描述中将对采用的公式重新进行排序公式(1)～(7)该排序仅限用于描述本具体实施例。
如图5所示，图5为两端柔性直流系统仿真结构。系统的额定容量为400MW，额定直流电压为，系统两端均采用MMC结构，MMC1采用有功功率P和无功功率Q控制，MMC2采用直流电压Udc和交流电压Uac控制，功率潮流从AC2系统流向AC1系统，逆变站投入本发明柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，在0.1s时交流系统AC1发生单相接地故障和两相接地故障。
如图6所示，模块化多电平换流器由a、b、c三相共六个桥臂构成，各个桥臂由相同数量的子模块(Sub-Module,SM)和桥臂电抗器L0串联组成，上下两桥臂组成一个相单元。子模块SM1～SMn结构相同，分别由两个并联的全控型自关断半导体器件T1、T2并联而成，以及两个与IGBT反向并联的二极管D1、D2和并联电容器C组成，其中电容器C与T1串联后再与T2并联，。换流器通过控制开通或关断各相子模块电子开关T1、T2，使得电容器的投入和切除，从而输出的电压逼近正弦交流电压，完成逆变过程；同时，通过相单元上下桥臂投入子模块的数量互补，即每一相单元投入的子模块数量相等，使输出的直流电压稳定，完成整流过程。图中测量上下桥臂电流和，下标p和n分别表示上桥臂和下桥臂，下标j＝a，b，c分别表示a，b，c三相。
本实施例采用基于正弦分解的瞬时对称分量法提取不对称电压的正序负序分量，经过双闭环控制系统得到补偿各相的阀控制电压参考值。具体实施步骤如下：
(1)测量变压器出口的电压瞬时值usa(t)、usb(t)、usc(t)，定义为
式中，Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位。
(2)读取测量值中前一步长的电压瞬时值usa(t-△t)、usb(t-△t)、usc(t-△t)并计算下列矩阵
其中，由于是ω△t常量，其三角函数值也是常量，因此实际使用过程中不需要进行三角函数的计算；
(3)定义三相电压usa(t)、usb(t)、usc(t)所对应的电压旋转相量分别为 并代入式(1)、(2)即得到旋转相量。
其中，为a相旋转电压相量，为b相旋转电压相量，为c相旋转电压相量，所述Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位；
(4)由步骤(3)得到的三相电压旋转相量，经过以下式子计算得到三相瞬时正序电压和负序电压。
式中Re表示对复数取实部，为旋转因子a3＝1；1+a+a3＝0。
故障电流的正序分量分解方法与电压分解原理相同，即公式(1)～(5)中电压变量u代换成电流变量i，从而分解出故障电流正序分量
(5)将步骤(4)得到的三相瞬时正序电压usa +(t)、usb +(t)、usc +(t)经过dq变换得到dq轴正序电压和，结合步骤(4)得到的故障电流正序分量 列写成式(6)，运用换流器双闭环控制原理，即由式(6)得到正序电压参考值dq分量和然后经过dq反变换得到正序电压参考值uaref +、ubref +、ucref +。
其中L为变压器电抗和二分之一桥臂电抗之和，忽略桥臂电阻R；
(6)对于负序系统，为了抑制换流器的负序电流，令式(7)中ij -(t)＝0(j＝a,b,c)，进而usa -(t)＝ua -(t)、usb -(t)＝ub -(t)、usb -(t)＝uc -(t)，把、、作为负序电压参考值uaref -、ubref -、ucref -。可见，获取负序电压参考值时不必进行dq变换，直接使用步骤(4)中得到的三相瞬时负序电压usa -(t)、usb -(t)、usb -(t)，从而实时补偿由于交流系统不对称而引起的换流器负序电流。
(7)最后将正序电压参考值uaref +、ubref +、ucref +，与负序电压参考值uaref -、ubref -、ucref -三相分别相加后作为换流器调制参考电压值uaref、ubref、ucref，通过调制环节产生触发脉冲信号，触发脉冲控制各相单元子模块的开通和闭合，输出调制电压。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，其特征在于，包括步骤：
获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值；
根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流；
根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压；
将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
2.根据权利要求1所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，其特征在于，所述根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流的步骤具体包括：
根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分别计算所述三相旋转电压相量的实部与虚部以及所述三相旋转电流相量的实部与虚部；
根据所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部，采用复数计算出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
3.根据权利要求2所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，其特征在于，三相包括a相、b相以及c相；
采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电压相量，为b相旋转电压相量，为c相旋转电压相量，所述Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位；
采用正弦分解法，计算三相旋转电流相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电流相量，为b相旋转电流相量，为c相旋转电流相量，所述Isam为a相旋转电流相量的电流幅值，所述Isbm为b相旋转电流相量的电流幅值，所述Iscm为c相旋转电流相量的电流幅值，所述j为虚数单位。
4.根据权利要求1或2所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，其特征在于，所述根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压的步骤具体包括：
对所述三相瞬时正序电压进行dq轴变换处理，获得dq轴正序电压和；
根据所述dq轴正序电压和以及所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得正序电压参考值dq分量；
对所述正序电压参考值dq分量进行dq轴反变换处理，获得三相正序参考电压；
定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
5.根据权利要求4所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制方法，其特征在于，三相包括a相、b相以及c相；
所述dq轴变换处理的公式具体为：
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θ为三相正序电压分量通过锁相环得到的相位角。
6.一种柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，用于在所述柔性直流输电系统发生外部交流不对称故障状态下进行负序电流控制，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取所述柔性直流输电系统中三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值，其中，所述三相电压与三相电流相邻两次采样步长的采样值包括当前所述采样步长的三相电压瞬时值、三相电流瞬时值以及前一所述采样步长的三相电压值与前一所述采样步长的三相电流值；
第一处理模块，用于根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用基于正弦分解的算法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并根据所述三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，分离出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流；
第二处理模块，用于根据所述三相瞬时正序电压和所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得三相正序参考电压，定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压；
触发脉冲生成模块，用于将所述三相正序参考电压和所述三相负序参考电压相加，获得MMC的三相实际调制参考电压，根据所述MMC的三相实际调制参考电压生成触发脉冲信号，并根据所述触发脉冲信号控制所述柔性直流输电系统中各相单元内子模块的开通与闭合，输出调制电压。
7.根据权利要求6所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，其特征在于，所述第一处理模块具体包括：
正弦分解单元，用于根据所述三相电压与三相电流前后步长的采样值，采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量与三相旋转电流相量，并分别计算所述三相旋转电压相量的实部与虚部以及所述三相旋转电流相量的实部与虚部；
复数计算单元，用于根据所述三相电压相量的实部与虚部以及所述三相电流相量的实部与虚部，采用复数计算出三相瞬时正序电压、三相瞬时负序电压以及三相正序故障电流。
8.根据权利要求7所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，其特征在于，三相包括a相、b相以及c相；
所述正弦分解单元采用正弦分解法，计算三相旋转电压相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电压相量，为b相旋转电压相量，为c相旋转电压相量，所述Usam为a相旋转电压相量的电压幅值，所述Usbm为b相旋转电压相量的电压幅值，所述Uscm为c相旋转电压相量的电压幅值，所述j为虚数单位；
所述正弦分解单元采用正弦分解法，计算三相旋转电流相量的公式具体为：
式中，为a相旋转电流相量，为b相旋转电流相量，为c相旋转电流相量，所述Isam为a相旋转电流相量的电流幅值，所述Isbm为b相旋转电流相量的电流幅值，所述Iscm为c相旋转电流相量的电流幅值，所述j为虚数单位。
9.根据权利要求6或7所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，其特征在于，所述第二处理模块具体包括：
dq轴变换单元，用于对所述三相瞬时正序电压进行dq轴变换处理，获得dq轴正序电压和；
dq分量获取单元，用于根据所述dq轴正序电压和以及所述三相正序故障电流，运用MMC双闭环控制原理，获得正序电压参考值dq分量；
dq轴反变换单元，用于对所述正序电压参考值dq分量进行dq轴反变换处理，获得三相正序参考电压；
定义单元，用于定义所述三相瞬时负序电压为三相负序参考电压。
10.根据权利要求9所述的柔性直流输电系统不平衡状态下负序电流控制系统，其特征在于，三相包括a相、b相以及c相；
所述dq轴变换处理的公式具体为：
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θ为三相正序电压分量通过锁相环得到的相位角。
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |