[发明专利]一种模块化多电平换流器无源阻尼装置参数计算方法及装置

说明书

本发明公开了一种模块化多电平换流器无源阻尼装置参数计算方法及装置，其中方法包括：获取换流器交流端口阻抗传递函数和滤波器传递函数，进而得到含无源阻尼装置的换流器交流端口恒正阻尼判据函数；依据判据函数，结合预设参数给定方法选取无源阻尼中的电容参数值和电感参数值；通过参数投影域法得到无源阻尼中电阻参数的取值区间，并依据损耗最小原则选取电阻参数值。通过包含无源阻尼装置的换流器交流端口恒正阻尼判据函数明确了无源阻尼装置的阻抗重塑频率范围和参数选取要求，并通过参数投影域法选取了无源阻尼装置元件的参数，将含无源阻尼装置的换流器交流端口阻抗重塑为恒正阻尼，且降低了设备的体积、造价和损耗。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，特别涉及一种模块化多电平换流器无源阻尼装置参数计算方法及装置。

背景技术

近年来，柔性直流输电技术以其可独立控制有功功率和无功功率、可向无源网络供电等优点，在大规模新能源送出、电网异步互联等领域得到了越来越多的应用。然而，随着新能源发电在电网渗透率不断提高和柔性直流输电技术在不同应用场合的大范围推广，实际输电工程中相继出现了高频振荡问题。上述谐波谐振问题使交流系统出现过电压、过电流现象，损坏了换流站一次设备并导致系统停运，严重影响着系统的安全性和稳定性。

为抑制高频谐波谐振，提高换流器运行稳定性，可采用控制参数优化、附加有源阻尼等策略，重塑换流器在谐振频段的阻抗相角特性，使其满足谐波稳定性要求。上述策略的优点是修改简便，不需要额外增加设备；缺点是难以将换流器阻抗相角在整个中高频段都调整至±90度范围内，换流器接入复杂交流电网时存在多谐振风险点问题、暂稳态特性平衡问题和多运行工况适配问题等，参数优化和阻尼策略选取困难。

除有源阻尼策略外，还可采用无源阻尼策略，在换流器的交流侧并联无源滤波器。其优点是不需改变换流器的控制参数和控制架构，因此不影响换流器原有的暂稳态特性设计规划；缺点是需增加额外的一次设备，占地面积大、造价和损耗高。在可借鉴的应用场景中，无源滤波器是基于电网换相换流器的传统直流输电系统的重要组成部分，其作用是滤除特定频次的特征谐波并兼顾无功补偿的功能。而模块化多电平换流器无源阻尼的作用是重塑换流器的阻抗相角，并不是针对特征频次的谐波，且无需承担无功补偿任务，因此在参数设计时可将装置体积和成本优化至远小于传统滤波器的水平。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种模块化多电平换流器无源阻尼装置参数计算方法及装置，针对中高频段的宽频谐波谐振抑制，通过含无源阻尼装置的换流器交流端口恒正阻尼判据明确了无源阻尼的阻抗重塑频率范围和参数选取要求，并通过参数投影域法为无源阻尼装置元件参数的选取提供了直观的图解方法，更易理解和操作；参数选取的电容值最小和阻尼电阻损耗最小约束条件，给出了无源阻尼装置元件参数的选取方向，降低了设备的体积、造价和损耗，有利于工程化的应用推广。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种模块化多电平换流器无源阻尼装置参数计算方法，包括如下步骤：

获取换流器交流端口阻抗传递函数和滤波器传递函数，进而得到包含无源阻尼装置的所述换流器交流端口恒正阻尼判据函数；

依据所述判据函数，结合预设参数给定方法选取所述无源阻尼装置中的电容参数值和电感参数值；

通过参数投影域法得到所述无源阻尼装置中电阻参数的取值区间，并依据损耗最小原则选取所述电阻参数值。

进一步地，所述依据损耗最小原则选取所述电阻参数值之后，还包括：

减小所述电容参数值，并依据所述参数投影域法，更新所述电阻参数值，以得到满足造价和损耗需求的所述无源阻尼装置的参数值。

进一步地，所述获取换流器交流端口阻抗传递函数和滤波器传递函数进而得到所述换流器交流端口恒正阻尼判据函数，包括：

通过阻抗建模方法得到所述换流器的交流端口阻抗模型，进而得到所述换流器阻抗实部和阻抗幅值随频率变化的函数；