【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统柔性直流输电，尤其涉及混合mmc相间电容电压控制方法及系统。
技术介绍
1、mmc，modular multilevel converter，为模块化多电平换流器。mmc采用模块化设计，具备易扩展、输出谐波低、开关频率低等优点而被广泛应用于高压直流输电系统中，成为学术界与工业界的研究热点。mmc子模块拓扑类型主要包括半桥子模块与全桥子模块，半桥子模块结构简单、成本低但不具备直流故障隔离能力；全桥子模块能够输出负电平，具备直流故障隔离能力，但其具有更高的导通损耗与更多的开关器件。混合mmc桥臂由半桥子模块与全桥子模块组成，兼顾了系统运行效率与直流故障处理能力，被受到广泛关注。正常运行时，混合mmc通过控制子模块中开关器件的通断，进而得到交流输出电压。由此可见，换流器内部能量的平衡即子模块电容电压的平衡直接关系到换流器输出电压质量。
2、目前，关于模块化多电平换流器子模块电容电压平衡控制的研究大多以交流系统三相平衡为前提，交流系统三相不平衡工况下，换流器相间电容电压存在差异，因此需要通过控制实现相间电容电压的平衡。目前针对mmc相间电压平衡控制主要有两种方法：一种控制方式是以相间能量为控制目标的电压平衡控制；另外一种控制方法则通过抑制相间二倍频负序谐波环流来实现相间电压平衡。
3、在公告号为cn101854061b、名称为一种三相模块化多电平换流器环流抑制方法的中国授权专利技术专利中，提出一种通过抑制桥臂环流二倍频谐波实现相间电压平衡的控制方法，利用二倍频坐标变换与前馈补偿环节得到抑制环
4、在公告号为cn103095167b、名称为一种三相模块化多电平换流器能量平衡控制方法的中国授权专利技术专利中，公开了从能量平衡控制的角度对半桥型mmc的相间电容电压进行控制，通过控制抑制桥臂环流的谐波电流，以实现换流器相间电容电压平衡控制。但该方法仅针对于半桥型mmc相间能量控制，不适用于混合mmc。
5、《高电压技术》上记载了《基于桥臂电流控制的mmc改进电容电压均衡控制策略研究》，该方法提出基于负序电流注入的mmc相电容电压平衡控制，适用于交流、直流端口稳态运行或故障等复杂工况。但该控制方法较为复杂，难以应用于混合mmc的相间电容电压平衡控制。
6、综上所述，现有方法主要针对于半桥型mmc的相间电容电压平衡控制，针对混合mmc的相间电容电压平衡控制，由于其包含半桥子模块与全桥子模块，运行特性复杂，目前较少有文献研究，而现有控制方法难于应用于混合mmc的相间电容电压的平衡控制。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了混合mmc相间电容电压控制方法及系统，根据控制目标分为相间电容电压平均值控制与相间电容电压峰值控制，通过对三相桥臂调制信号的独立控制，实现混合mmc相间电容电压平均值与峰值的平衡控制，解决了交流系统三相不平衡工况下混合mmc相间子模块电容电压不平衡的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了混合mmc相间电容电压控制方法。
4、混合mmc相间电容电压控制方法，包括以下步骤：
5、将混合mmc相间电容电压控制分为电压平均值控制和电压峰值控制，选取其中之一作为控制目标；
6、当选取电压平均值控制作为控制目标时：
7、获取混合mmc三相子模块电容电压值，计算各相半桥子模块与全桥子模块电容电压的平均值，得到混合mmc各相子模块电容电压平均值；
8、将混合mmc各相子模块电容电压平均值与电压指令参考值输入至pi调节器进行pi控制，得到各相直流电流指令参考值；
9、将各相直流电流指令参考值与直流侧电流输入pi调节器进行pi控制，得到各相桥臂参考信号直流分量；
10、基于得到的三相桥臂参考信号直流分量生成桥臂总调制信号，并基于桥臂总调制信号对混合mmc进行控制。
11、本专利技术第二方面提供了混合mmc相间电容电压控制系统。
12、混合mmc相间电容电压控制系统，包括：
13、控制目标划分模块，被配置为：将混合mmc相间电容电压控制分为电压平均值控制和电压峰值控制，选取其中之一作为控制目标；
14、电压平均值控制模块，被配置为：当选取电压平均值控制作为控制目标时：
15、获取混合mmc三相子模块电容电压值，计算各相半桥子模块与全桥子模块电容电压的平均值，得到混合mmc各相子模块电容电压平均值；
16、将混合mmc各相子模块电容电压平均值与电压指令参考值输入至pi调节器进行pi控制，得到各相直流电流指令参考值；
17、将各相直流电流指令参考值与直流侧电流输入pi调节器进行pi控制，得到各相桥臂参考信号直流分量；
18、基于得到的三相桥臂参考信号直流分量生成桥臂总调制信号，并基于桥臂总调制信号对混合mmc进行控制。
19、本专利技术第三方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的混合mmc相间电容电压控制方法中的步骤。
20、本专利技术第四方面提供了电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的混合mmc相间电容电压控制方法中的步骤。
21、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
22、本专利技术提供了一种混合mmc相间电容电压控制方法及系统，从桥臂能量的角度出发，基于混合mmc特有的直流电压控制回路，提出混合mmc相间电容电压平衡控制方法，解决了交流系统三相不平衡工况下混合mmc相间子模块电容电压不平衡问题。
23、本专利技术通过三相桥臂调制信号直流分量的独立控制，将三相电容电压平均值或电容电压峰值作为控制目标，可在保证相间能量均衡的同时，根据需要对两种控制目标进行选择，具有广泛的应用场景。
24、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，将各相半桥子模块与全桥子模块电容电压求和并计算平均值，经过二倍频陷波器滤波后，得到混合MMC各相子模块电容电压平均值。
4.如权利要求3所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，所述混合MMC各相子模块电容电压平均值vcavej，具体计算方法为：
5.如权利要求1所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，将三相桥臂参考信号直流分量与正负序电流内环控制器输出的基频分量以及环流抑制控制器输出的二倍频分量叠加，生成桥臂调制信号。
6.如权利要求2所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，获取混合MMC三相子模块电容电压值，选取电容电压波形一个周期内的峰值，得到混合MMC各相子模块电容电压峰值。
7.如权利要求1所述的混合MMC相间电容电压控制方法，其特征在于，所述混合MMC每相包括上桥臂和下桥臂，
8.混合MMC相间电容电压控制系统，其特征在于，包括：
9.计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的混合MMC相间电容电压控制方法中的步骤。
10.电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的混合MMC相间电容电压控制方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.混合mmc相间电容电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的混合mmc相间电容电压控制方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的混合mmc相间电容电压控制方法，其特征在于，将各相半桥子模块与全桥子模块电容电压求和并计算平均值，经过二倍频陷波器滤波后，得到混合mmc各相子模块电容电压平均值。
4.如权利要求3所述的混合mmc相间电容电压控制方法，其特征在于，所述混合mmc各相子模块电容电压平均值vcavej，具体计算方法为：
5.如权利要求1所述的混合mmc相间电容电压控制方法，其特征在于，将三相桥臂参考信号直流分量与正负序电流内环控制器输出的基频分量以及环流抑制控制器输出的二倍频分量叠加，生成桥臂调制信号。
6.如权利要求2所述的混合mmc相间电容电压控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝全睿，李立沣，丁磊，邹吉全，井嵘，王淑颖，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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