[发明专利]模块化多电平直流变换器的一次电流谐波消除方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种模块化多电平直流变换器的一次电流谐波消除方法、装置、设备及存储介质。基于子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压构建以各子模块的移相角为变量的一次电流谐波函数，计算使一次电流谐波函数的一次电流谐波最小的各子模块的移相角作为目标移相角，在下一控制周期设置子模块按照对应的目标移相角运行，通过改变各个子模块的移相角组合并进行不断地迭代计算，比较不同移相角下变换器的一次电流谐波大小以选取最优的移相角组合，从而实现降低一次电流谐波的目的，进而可以减小滤波电抗器的体积，降低电网系统的成本。

技术领域

本发明涉及谐波消除技术，尤其涉及一种模块化多电平直流变换器的一次电流谐波消除方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)由多个结构相同的子模块(Sub-module，SM)级联构成。与传统的多电平变流器相比，MMC具有开关损耗小，输出波形质量高，故障处理能力强，易于扩容，可四象限运行等特点，因而成为直流电网的研究重点。

模块化多电平直流变换器(即MMC型DC-DC变换器)在每个控制周期内需要计算该控制周期各子模块的移相角，然后基于各子模块的移相角输入对应的控制信号，控制各子模块工作。现有的计算移相角的方法不够准确，导致模块化多电平直流变换器的高压侧的一次电流谐波较大，需要在高压侧额外增设大型的滤波电抗器，以滤除一次电流谐波，这无疑增加了电网系统的成本。

发明内容

本发明提供一种模块化多电平直流变换器的一次电流谐波消除方法、装置、设备及存储介质，以实现降低一次电流谐波的目的，进而可以减小滤波电抗器的体积，降低电网系统的成本。

第一方面，本发明提供了一种模块化多电平直流变换器的一次电流谐波消除方法，模块化多电平直流变换器包括若干个子模块，方法包括：

获取本次控制周期内所述子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压；

基于所述子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压构建以各所述子模块的移相角为变量的一次电流谐波函数；

计算使所述一次电流谐波函数的一次电流谐波最小的各所述子模块的移相角作为目标移相角；

在下一控制周期设置所述子模块按照对应的目标移相角运行。

可选的，基于所述子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压构建以各所述子模块的移相角为变量的一次电流谐波函数，包括：

基于所述子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压计算所述子模块的占空比；

基于所述子模块的占空比计算所述子模块的一次电流谐波系数；

以所述子模块的移相角为变量，计算所述子模块的一次电流谐波系数与所述子模块的移相角的乘积，并将各所述子模块的一次电流谐波系数与所述子模块的移相角的乘积的和作为以各所述子模块的移相角为变量的一次电流谐波函数。

可选的，基于所述子模块的传输功率、低压侧的直流侧电压和高压侧的直流侧电压计算所述子模块的占空比的计算公式如下：

其中，D_k为第k个子模块的占空比，V_G为高压侧的直流侧电压，V_dck为低压侧的直流侧电压，P_k为第k个子模块的传输功率，P_i为第i个子模块的传输功率，N为子模块的总数量。

可选的，基于所述子模块的占空比计算所述子模块的一次电流谐波系数的计算公式如下：

其中，为第k个子模块的一次电流谐波系数。