[发明专利]一种柔性直流换流器的直流侧电流谐波抑制方法

说明书

本发明提出一种柔性直流换流器的直流侧电流谐波抑制方法，包括：步骤1：采集换流器直流侧的正极电流Idp、负极电流Idn，提取正负极电流中的共模分量Idp‑Idn；步骤2：将共模分量Idp‑Idn作为中高通滤波器的输入，高通滤波器的输出为直流电流中含有的脉动特征频率抑制分量Vhf，将稳态直流调制分量的标幺值常数1.0p.u.减去Vhf作为换流器的直流共模控制分量Vdcref；步骤3：将Vdcref与交流控制分量Vref相加或相减得到受端换流器上下桥臂的调制电压。在常规柔性直流输电换流器直流侧极间电压控制基础上加入直流电流谐波控制环节，通过控制换流器上下调制电压共模分量，减小直流侧电流谐波，从而减小桥臂电流谐波和交流侧电流谐波。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电控制技术领域，特别涉及一种柔性直流换流器的直流侧电流谐波抑制方法。

背景技术

柔性直流输电具有可同时独立调节有功和无功、不存在换相失败问题、可向无源系统供电、谐波水平低等优点，是电力电子变换器领域的研究热点和发展方向。近年来随着大规模海上风电的发展，轻量化和低成本柔性直流输电系统成为研究热点，在这样的背景下，送端采用二极管阀，受端采用柔性直流输电换流阀的混合直流输电系统受到了较大关注。这种方式送端换流阀采用12脉动或者6脉动二极管阀或晶闸管阀，受端采用MMC拓扑的或者其他拓扑的柔性直流换流器。但二极管阀直流侧谐波电压较大，需要配置大容量直流滤波器，增加占地和设备成本。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提出一种柔性直流换流器的直流侧电流谐波抑制方法，通过控制换流器上下桥臂调制电压共模分量，减小直流侧电流谐波，从而减小桥臂电流谐波和交流侧电流谐波。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种柔性直流换流器的直流侧电流谐波抑制方法，在常规柔性直流输电换流器直流侧极间电压控制基础上加入直流电流谐波控制环节。

所述的方法包括如下步骤：

步骤1：采集换流器直流侧的正极电流Idp、负极电流Idn，提取正负极电流中的共模分量Idp-Idn；

步骤2：将步骤1中提取的正负极电流中的共模分量Idp-Idn作为中高通滤波器G(S)的输入，高通滤波器G(S)的输出为直流电流中含有的脉动特征频率抑制分量Vhf，将直流电流中的脉动频率分量的抑制分量Vhf作为负反馈分量，将稳态直流调制分量的标幺值常数1.0p.u.减去Vhf作为换流器的直流共模控制分量Vdcref；

步骤3：将经过附加谐波电流抑制的直流共模控制分量Vdcref与交流控制分量Vref相减得到受端换流器上桥臂的调制电压，将经过附加谐波电流抑制的直流共模控制分量Vdcref与交流分量Vref相加得到受端换流器下桥臂的调制电压。

进一步地，所述的步骤2中，高通滤波器G(S)的特征对输入信号低频范围内的分量进行抑制，对中高频范围内的分量进行导通，其传递函数G(S)为：

其中可调节的系数为：G为滤波器比例系数、ζ为阻尼系数、ωc为特征频率，可以通过调节ωc调整频率响应范围。

进一步地，所述的步骤3中，交流控制分量Vref由以下的方法得出：

所述的换流器交流侧的控制采用DQ解耦的电流PI调节控制，d轴电流Id和q轴电流Iq经PI调节控制且补偿换流器电抗上的压降后，分别加上d轴前馈电压Ud、q轴前馈电压Uq，再经dq-ABC坐标变换生成交流控制分量Vref，ABC三相的控制分量分别为Varef、Vbref、Vcref。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：