[发明专利]一种适用于混合直流的MMC充电策略

说明书

本发明公开了一种适用于混合直流的MMC充电策略，各MMC无需在交流侧配置充电电阻及对应的CT、旁路刀闸，仅需在极1、极2的中线母线处并联1个充电电阻；正常启动时，解锁LCC为各MMC双极同时充电，并通过控制LCC解除移相时的触发角限制MMC直流侧充电电流；在线投站或黑启动时，先后为极1、极2充电并通过充电电阻限制MMC直流侧充电电流。本发明的MMC充电策略，充电过程中，可利用极母线CT、中性母线CT及中性母线刀闸替代充电回路专用的CT及旁路刀闸，相较于现有的交流侧配置充电电阻的充电策略，大大降低了MMC启动回路的一次设备需求，同时还使MMC具备了独立完成黑启动过程的能力。

技术领域

本发明涉及混合直流输电技术，具体涉及一种适用于混合直流的MMC充电策略。

背景技术

随着柔性直流输电技术的发展，工程界正在积极拓展MMC(模块化多电平换流器)的应用场景，从超高压到特高压，从背靠背到混合直流、直流电网。

MMC由多个半桥子模块(half bridge sub-module,HB-SM)或全桥子模块(fullbridge sub-module,FB-SM)级联而成，各子模块均由IGBT、反并联二极管和电容组成。为了驱动各子模块的投切，需要在解锁前为MMC充电以平均提升子模块电容电压。目前MMC的各类充电策略均基于交流侧配置充电电阻这一前提展开，由于MMC各桥臂的交流侧充电回路各不相同，充电电阻无法集中配置，MMC每极至少需要配置三个充电电阻、三个CT(电流互感器)及三个旁路刀闸。同时由于直流侧未配置充电电阻，MMC无法独立完成黑启动过程，需要其它MMC站点停运后配合进行充电。

发明内容

鉴于以上原因，本发明提供一种适用于混合直流的MMC充电策略，相较于交流侧配置充电电阻的充电策略，大大降低了MMC启动回路的一次设备需求，同时还使MMC具备了独立完成黑启动过程的能力

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种适用于混合直流的MMC充电策略，混合直流包括至少一个基于LCC的常规直流站点和至少一个基于MMC的柔性直流站点，柔性直流站点的极1中性母线与极2中性母线之间设有一个充电电阻R0，所述的MMC充电策略包括：

正常启动时，柔性直流站点的极1中性母线刀闸Q1、极2中性母线刀闸Q2均闭合，将充电电阻R0旁路，同时，极1和极2极母线隔刀均闭合，随后解锁LCC为各MMC充电，并通过控制LCC解除移相时的触发角来限制MMC直流侧充电电流，随后逐步减小触发角将MMC各子模块电容充至额定电压；

在线投站或黑启动时，极1中性母线刀闸Q1断开，极2中性母线刀闸Q2闭合，极1极母线隔刀闭合，极2极母线隔刀断开，为极1充电，通过充电电阻R0同时限制MMC三相的充电电流，待极1极母线电流I_dcH1或极2中性母线电流I_dCN2电流小于设定值后，合上刀闸Q1，断开刀闸Q2，将极1子模块电容电压充至额定值；随后合上极2极母线隔刀，为极2充电，待极2极母线电流I_dcH2或极1中性母线电流I_dCN1电流小于设定值后，合上Q2，将极2子模块电容电压充至额定电压。

所述的LCC解除移相时的触发角的最小值α_min按下式整定：

式中，U_di0为LCC额定空载电压，R_line、R_mmc分别为线路电阻及MMC通态电阻，I_lim为MMC直流侧充电电流限值。

所述的充电电阻R0按下式整定：