精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法及系统与流程

本发明涉及电力，具体涉及一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法、一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统、一种计算机设备、一种计算机可读存储介质及一种计算机程序产品。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

2、模块化多电平换流器(modular multilevel converter，mmc)是高压柔性直流输电系统的主流换流器拓扑，其为三相六桥臂结构，各桥臂均包含了大量的功率模块，单个功率模块由开关器件、电容器、旁路回路等组成。通过对功率模块的投入或切除控制，可将模块电容串入桥臂或从桥臂切出，从而使桥臂输出期望的电压，进而实现换流器与外部交、直流系统的功率灵活可控交互。

3、现有的控制手段下，通过控制环节得到桥臂输出电压的期望值，即桥臂调制波后，会直接将其除以功率模块电压额定值并取整后，得到各桥臂子模块投入个数。而实际上，功率模块的电容电压除存在直流分量外，还包含一定比例的基频波动和二倍频波动，其中二倍频波动在上下桥臂间相位相同，在三个相单元间成负序分布。因此按照上述计算得到的桥臂子模块投入个数对功率模块进行投切控制时，会造成换流器三个相单元间产生二倍频环流，增大桥臂电流应力，进而增加换流器损耗。为此，换流器控制环节还往往需要额外配置二倍频环流抑制控制器，通过复杂的二倍频环流的提取、坐标变换、闭环控制，得到桥臂调制波的调整量，增加至原有桥臂调制波中，对相间二倍频环流进行抑制。

4、二倍频环流抑制控制器需要获取桥臂电流，因此配置在有桥臂电流采样的换流器阀控控制器中，这使得阀控层除需处理基本的功率模块均压、故障保护等功能外，额外增加了一部分控制功能，且设计繁琐；同时，主要执行控制算法的极控控制器则因无桥臂电流采样而难以实现环流抑制功能，导致各层级功能划分不够清晰。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法及系统，对换流器通过控制环节得到的桥臂输出电压期望值进行校正处理，使其能够计及功率模块电容电压的基频和二倍频波动分量，从源头上避免换流器相间二倍频环流，从而省掉复杂的环流抑制环节，精简阀控层功能配置，同时该功能配置在极控层，使得极控层与阀控层的功能划分更加清晰。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

4、一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，包括以下过程：

5、根据换流器直流侧电压、换流器交流侧电压、换流器交流侧等效阻抗、换流器输出的交流有功功率指令、换流器输出的交流无功功率指令、功率模块电压额定值以及功率模块电容值，得到换流器功率模块电压的理论预测值；

6、将换流器六个桥臂输出电压期望值分别除以各桥臂对应的功率模块电压的理论预测值，再乘以功率模块电压的额定值，得到换流器六个桥臂新的桥臂调制波。

7、第二方面，本发明提供了一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统。

8、一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统，包括：

9、理论预测值计算单元，被配置为：根据换流器直流侧电压、换流器交流侧电压、换流器交流侧等效阻抗、换流器输出的交流有功功率指令、换流器输出的交流无功功率指令、功率模块电压额定值以及功率模块电容值，得到换流器功率模块电压的理论预测值；

10、桥臂调制波计算单元，被配置为：将换流器六个桥臂输出电压期望值分别除以各桥臂对应的功率模块电压的理论预测值，再乘以功率模块电压的额定值，得到换流器六个桥臂新的桥臂调制波。

11、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：处理器和计算机可读存储介质；

12、处理器，适于执行计算机程序；

13、计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

14、第四方面，本发明一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于被处理器加载并执行如本发明第一方面所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

15、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如本发明第一方面所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1、本发明创新的提出了一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，相比于现有的调制波生成方法，计及了功率模块电容电压的基频和二倍频波动分量，使得换流器输出的桥臂调制波更加准确。

18、2、本发明通过对换流器通过控制环节得到的桥臂输出电压期望值进行校正处理，使其能够计及功率模块电容电压的基频和二倍频波动分量，输出准确的桥臂调制波，从源头上避免换流器相间二倍频环流，从而省掉复杂的环流抑制环节，精简阀控层功能配置，同时该功能配置在极控层，使得极控层与阀控层的功能划分更加清晰。

19、本发明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，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，其特征在于，包括以下过程：

2.如权利要求1所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，其特征在于，

3.如权利要求1或2所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，其特征在于，

4.如权利要求1或2所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法，其特征在于，

5.一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统，其特征在于，

7.如权利要求5所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成系统，其特征在于，

8.一种计算机设备，其特征在于，包括：处理器和计算机可读存储介质；

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于被处理器加载并执行如权利要求1至4任一项所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4任一项所述的精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法。

技术总结本发明提供了一种精确化模块化多电平换流器桥臂调制波生成方法及系统，根据换流器直流侧电压、换流器交流侧电压、换流器交流侧等效阻抗、换流器输出的交流有功功率指令、换流器输出的交流无功功率指令、功率模块电压额定值以及功率模块电容值，得到换流器功率模块电压的理论预测值；将换流器六个桥臂输出电压期望值分别除以各桥臂对应的功率模块电压的理论预测值，再乘以功率模块电压的额定值，得到换流器六个桥臂新的桥臂调制波；本发明省掉了复杂的环流抑制环节，精简了阀控层功能配置，同时该功能配置在极控层，使得极控层与阀控层的功能划分更加清晰。技术研发人员：王乐天,李艳丽,张凡,王宣霖,李颖瑾,陈博,周杰,王军飞,咸秀超,赵斌,姜晓晖,李秉政,袁浩杰,张方圆,靖子洋受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4