[发明专利]一种模块化多电平换流器的降容运行方法和装置

说明书

本发明提供了一种模块化多电平换流器的降容运行方法和装置，先获取模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量，然后在模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量小于N/2和大于N/2两种情况下，分别判断上桥臂投入的子模块数量处于增加阶段或减少阶段，并进行相应桥臂电抗器的投切控制，实现了模块化多电平换流器的降容运行，且降容效果显著；本发明过程简单，不需要复杂的运算，对模块化多电平换流器的控制器要求较低，且投资成本低，仅需要增加少数晶闸管；相比于CCSC能够更大程度的降低子模块电容电压波形的基频和二倍频分量，从而能够进一步降低子模块电容电压波动，对进一步降低换流器子模块重量具有一定的意义。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，具体涉及一种模块化多电平换流器的降容运行方法和装置。

背景技术

基于电压源换流器的高压直流输电技术特别是模块化多电平换流器在国内被称为柔性直流输电，由于诸多优点，得到了越来越多的重视，应用在高压、特高压直流输电领域。而换流器的诸多优点都是由于电力电子器件的低惯性而具有的。换流器的直流侧电压是通过控制相应的电力电子器件从而投入的子模块电容电压支撑起来的，换流站的体积是由子模块的个数和每一个子模块的体积决定的，子模块中储存能量的电容占80％子模块体积。随着输电电压等级和输送容量越来越高，除了考虑MMC换流站的稳定性等一些共性的问题，由于子模块电容容量的不断增大造成的体积增大，从而使换流站占地增大的问题亦变得非常突出。并且对于子模块来说，电容的造价占到不小的比例。为了保持电容的纹波在一定范围，即降低电容的容值，现有技术中模块化多电平换流器的降容运行方法主要是通过二次系统的控制策略来抑制桥臂负序环流分量，以降低子模块电容电压纹波幅值，进而实现降低电容容值的目的。但是该方法需要通过非常复杂的控制算法才可以实现环流抑制的目的，而且负序环流分量所占比例较小，所以该方法的降容效果差。

发明内容

为了克服上述现有技术中降容效果差的不足，本发明提供一种模块化多电平换流器的降容运行方法和装置，获取模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量，然后在模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量小于N/2和模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量大于N/2两种情况下，分别判断上桥臂投入的子模块数量处于增加阶段或减少阶段，并进行相应桥臂电抗器的投切控制，实现了模块化多电平换流器的降容运行，且降容效果显著。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种模块化多电平换流器的降容运行方法，包括：

获取模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量；

在模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量小于N/2时，判断上桥臂投入的子模块数量处于增加阶段或减少阶段，若处于增加阶段，在上桥臂投入子模块数量变化率等于第一变化率设定值时，切除下桥臂中的桥臂电抗器并投入上桥臂中的桥臂电抗器；若处于减少阶段，切除上桥臂中的桥臂电抗器并投入下桥臂中的桥臂电抗器；

在模块化多电平换流器上桥臂投入的子模块数量大于N/2时，判断上桥臂投入的子模块数量处于增加阶段或减少阶段，若处于增加阶段，切除下桥臂中的桥臂电抗器并投入上桥臂中的桥臂电抗器；若处于减少阶段，在上桥臂投入子模块数量变化率等于第二变化率设定值时，切除上桥臂中的桥臂电抗器并投入下桥臂中的桥臂电抗器；

N表示上桥臂中子模块的数量。

所述模块化多电平换流器包括三个上桥臂和三个下桥臂，所述上桥臂和下桥臂均包括降容电路和多个子模块；

所述多个子模块串联后，与降容电路串联。

所述降容电路包括串联的桥臂电抗器L1、桥臂电抗器L2和投切电路；

所述投切电路与桥臂电抗器L1并联，其包括反并联的第一支路和第二支路。

所述判断上桥臂投入的子模块数量处于增加阶段或减少阶段包括：