电网电压不平衡下MMC的无源控制策略.pdfVIP

第３９卷 第４期 电 力 自 动 化 设 备 Ｖｏｌ.３９ Ｎｏ.４ 　　　 ２０１９年４月 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ａｐｒ. ２０１９ 电网电压不平衡下ＭＭＣ的无源控制策略 １ １ ２ １ １ １ 程启明 ꎬ孙伟莎 ꎬ程尹曼 ꎬ谭冯忍 ꎬ李　 涛 ꎬ陈　 路 (１. 上海电力大学 自动化工程学院 上海市电站自动化技术重点实验室ꎬ上海 ２０００９０ꎻ ２. 国网上海市电力公司 市北供电公司ꎬ上海 ２０００４１) 摘要:提出了电网电压不平衡条件下模块化多电平换流器(ＭＭＣ)的无源控制方法ꎬ其能很好地解决电网电 压不平衡条件下ＭＭＣ存在的交流侧三相电流不对称、有功功率出现二次脉动、无功功率出现二次脉动的问 题ꎮ 根据ＭＭＣ的拓扑结构ꎬ建立ＭＭＣ在电网电压不平衡条件下的数学模型ꎬ分析ＭＭＣ在电网电压不平衡 条件下的内部特性ꎬ并在此基础上设计电网电压不平衡条件下的环流控制策略ꎮ 基于存储函数的无源控制 理论ꎬ针对上述３个不同的控制目标ꎬ制定相应的非线性无源控制策略ꎮ 关键词:模块化多电平换流器ꎻ高压直流输电ꎻ不平衡电网电压ꎻ无源控制ꎻＰＩ控制 － 中图分类号:ＴＭ４６ꎻＴＭ７２１.１ 文献标识码:Ａ ＤＯＩ:１０.１６０８１/ ｊ.ｉｓｓｎ.１００６ ６０４７.２０１９.０４.０１２ ０　 引言 特性来进行功率补偿ꎬ但计算功率补偿过程过于复 杂ꎮ 文献[１０￣１２]采用了在两相静止坐标系下的控 随着电力电子器件的发展ꎬ直流输电的技术也 制策略ꎬ但控制方案繁杂ꎮ 文献[１３￣１４]提出在两相 越来越先进ꎬ从两电平换流器到三电平换流器最终 旋转坐标系下采用正负序分离的控制策略ꎬ但都对 到模块化多电平换流器(ＭＭＣ)ꎮ 相较于两电平或 系统有一定的要求ꎬ应用范围有限ꎮ文献[１５]采用 三电平变流器ꎬＭＭＣ实现了较大的电平数ꎬ且可提 ＰＩ控制策略ꎬ但 ＰＩ 控制的适应性差ꎬ动态性能差ꎮ 供一个公共的直流侧ꎬ十分适用于柔性高压直流输 文献[１６]提出了一种无源控制策略ꎬ但它只考虑了 电系统ꎮ 但当电网电压发生不平衡时ꎬ对于ＭＭＣ 的 抑制负序电流的问题ꎬ且没有对内部环流及子模块 外部而言ꎬ交流侧的电流和功率会发生波动ꎬ直流侧 的电容电压情况进行研究ꎮ 文献[１７￣１８]都是无源 电压也会出现波动ꎬ严重影响着系统的稳定性和电 控制策略在变流器控制应用的案例ꎬ从这些案例可 能质量ꎻ对于ＭＭＣ 的内部而言ꎬ桥臂会出现含有大 知ꎬ无源控制具有响应速度快、鲁棒性强、系统结构 量谐波分量的环流ꎬ子模块的电容电压也会发生波 简单、物理意义明确、成本低、易于实现等特点ꎮ 但 动ꎬ增大了换流器损耗的同时也影响了输出特性ꎮ 是目前还尚无文献对电网电压不平衡条件下的 因此ꎬ对电网电压不平衡下的ＭＭＣ进行控制是十分 ＭＭＣ采用无源控制策略以达到电流三相对称和功 [１