CN111313668B - 一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，用于包含模块化多电平换流器的直流输电系统，对模块化多电平换流器附加该控制达到抑制系统高次谐波的目的。模块化多电平换流器控制环节延时是换流器固有属性，不易改变，易引发系统出现高次谐波问题。本发明通过在电压前馈控制环节附加带阻滤波器，抑制高次谐波的发生，步骤如下：首先根据给定的高次谐波易发生频段确定带阻滤波器的上下截止频率和中心频率；然后通过中心频率和调节带宽确定带阻滤波器阻尼系数初始值；最后按照所要求的相位裕度调节带阻滤波器阻尼系数，确定阻尼系数最终值。本发明有效解决了模块化多电平换流器由于控制环节延时引发的高次谐波问题。

Description

一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制 方法

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法

本发明公开，用于包含模块化多电平换流器的直流输电系统。

背景技术

近年来，基于模块化多电平换流器的柔性直流技术快速发展，模块化多电平换流器具有交流电压谐波小、开关损耗低、输出波形接近正弦波、扩容及冗余配置便利、等优势，极大地促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。

模块化多电平换流器中控制环节的延时易引发系统出现高次谐波，破坏系统稳定运行，且换流器内包含信号测量、传输、处理等在内的链路延时是系统固有属性，不易改变。针对MMC稳定性的研究，已有研究大多是针对于低中频谐波的抑制研究；对于模块化多电平换流器高频段内谐波抑制，已有研究多针对于整体频段特性的改变，无法针对特定频段进行调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，用以解决由于模块化多电平换流器控制环节延时引发的高次谐波问题。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，用于包含模块化多电平换流器的直流输电系统，控制环节延时较长的场景。所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：在模块化多电平换流器电压前馈控制环节附加带阻滤波器，调节模块化多电平换流器特定频段阻抗特性，抑制由于控制环节延时所导致的高次谐波的产生。

步骤2：给定需要调节的频段范围f₁～f₂，确定带阻滤波器的上下截止频率，即，f_上截＝f₁，f_下截＝f₂；然后通过上下截止频率计算带阻滤波器的中心频率，即，f_中心＝(f_上截+f_下截)/2；根据上下截止频率计算带宽B，即B＝f_上截-f_下截；

步骤3：根据带宽B和中心频率f_中心计算阻尼系数初始值ξ，即ξ＝B/f_中心；然后根据要求的相位裕度，调节阻尼系数ξ，确定阻尼系数最终值。

所述步骤3中,根据要求的换流器相位裕度调节阻尼系数，增大阻尼系数将增大相位裕度，按照要求的相位裕度，进行调节，确定阻尼系数最终值。

本发明的一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法的有益效果是：针对模块化多电平换流器中控制环节延时较长易引发系统出现高次谐波问题，在换流器已有控制策略的基础上，将其电压前馈控制环节中附加一个带阻滤波器，调节换流器特定段高频阻抗特性，从而有效解决了由于模块化多电平换流器中控制环节延时较长易引发的高次谐波问题。

附图说明

图1为模块化多电平换流器结构示意图。

图2为本发明的一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明中的技术方案进行更清晰清楚地描述，需要强调的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是为了限制本发明的应用范围。

单端模块化多电换流器结构示意图如图1所示，为了抑制由于控制环节延时导致的换流器高次谐波的发生，本发明提供了一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，控制框图如图2所示。

所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：在模块化多电平换流器电压前馈控制环节附加带阻滤波器，调节模块化多电平换流器特定频段阻抗特性，抑制由于控制环节延时所导致的高次谐波的产生。

步骤2：给定需要调节的频段范围f₁～f₂，确定带阻滤波器的上下截止频率，即，f_上截＝f₁，f_下截＝f₂；然后通过上下截止频率计算带阻滤波器的中心频率，即，f_中心＝(f_上截+f_下截)/2；根据上下截止频率计算带宽B，即B＝f_上截-f_下截；

步骤3：根据带宽B和中心频率f_中心计算阻尼系数初始值ξ，即ξ＝B/f_中心；然后根据要求的相位裕度，调节阻尼系数ξ，确定阻尼系数最终值。

上述实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，以上所述，仅为本发明较好的详细实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何了解本领域的技术人员在本发明揭露的技术范畴内，仍然可以对本发明进行替换或修改，其都应涵盖在本发明的权利要求范围以内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，用于抑制由于延时环节等原因引发的模块化多电平换流器直流输电系统的高次谐波问题；其特征在于：

步骤1：在模块化多电平换流器电压前馈控制环节附加带阻滤波器，调节模块化多电平换流器特定频段阻抗特性，抑制由于控制环节延时所导致的高次谐波的产生；

步骤2：给定需要调节的频段范围f₁～f₂，确定带阻滤波器的上下截止频率，即，f_上截＝f₁，f_下截＝f₂；然后通过上下截止频率计算带阻滤波器的中心频率，即，f_中心＝(f_上截+f_下截)/2；根据上下截止频率计算带宽B，即B＝f_上截-f_下截；

步骤3：根据带宽B和中心频率f_中心计算阻尼系数初始值ξ，即ξ＝B/f_中心；然后根据要求的相位裕度，调节阻尼系数ξ，确定阻尼系数最终值。

2.根据权利要求1所述的一种附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，其特征在于，所述步骤3中,根据要求的换流器相位裕度调节阻尼系数，增大阻尼系数将增大相位裕度，按照要求的相位裕度，进行调节，确定阻尼系数最终值。

3.根据权利要求1、2任一项 所述的附加带阻滤波器的模块化多电平换流器的高次谐波抑制方法，其特征在于能够有效抑制由于控制环节延时引发的高次谐波问题，且不会改变换流器稳定运行状态。

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