专利名称：基于mmc柔性直流输电系统电平数选择验证方法
技术领域：
本发明涉及柔性直流输电系统的设计方法，尤其是一种基于MMC柔性直流输电系统电平数选择验证方法。属于电力系统输配电技术领域。
背景技术：
随着高压大功率全控型电力电子器件(IGBT，IGCT)的发展，柔性直流输电技术被广泛应用于输配电领域，它是智能电网领域最具代表性的技术，在国内外的工程应用越来越多。与常规直流输电技术相比，该技术具有良好的控制性能，是最新一代的直流输电技术，但换流器的损耗却比常规直流输电要高得多，该技术在国外发展十多年，换流器技术从两电平、三电平技术发展到MMC(Modular Multilevel Converter,即模块化多电平换流器)技术。目前国内外已经有两个采用MMC换流器的柔性直流输电工程，并且该技术将大量地应用于在建或后续的工程中。实际应用中，在基于模块化多电平换流器MMC (以下简称MMC)的柔性直流输电系统中，一般情况下必须采用滤波器才能使交流谐波满足相关标准要求，只有在级联电平数足够高的情况下，所述基于MMC的柔性直流输电技术才不用进行滤波器设计。因此，柔性直流输电系统的电平数选择对基于MMC的柔性直流输电系统的滤波器选择及设计显得尤为重要。目前，基于MMC的柔性直流输电系统还没有一种完整的电平数选择验证方法。

发明内容
本发明的目的，是为了解决上述现有技术的问题，提供一种基于MMC柔性直流输电系统电平数选择验证方法，该方法可验证电平数选择的正确性和合理性。本发明的目的可以通过以下技术方案达到基于MMC柔性直流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于包括以下步骤I)首先根据并网运行时柔性直流输电系统在三相电压对称时等效模型搭建柔性直流输电系统仿真模型，然后根据搭建好的柔性直流输电系统仿真模型加入NLM控制算法模型，构成根据最优电平逼近NLM方法搭建基于MMC的柔性直流输电谐波分析的仿真模型，并形成柔性直流输电系统的PSCAD仿真平台；2)根据所搭建的柔性直流输电系统仿真模型，输入调制比M的若干组数值，通过步骤I)所述的PSCAD仿真平台得到各种主要参数，包括系统容量、直流电压、级联单元数目N、载波比、变流单元直流电容值、连接电抗Ls、送端电压、受端电压；3)根据步骤2)所述通过PSCAD仿真平台得到的各种主要参数，在MATLAB软件中进行编程，对仿真参数进行处理，再根据MATLAB与EXCEL的接口得到处理出来的软件计算出谐波含量和总谐波畸变率THD含量，通过PSCAD仿真平台描绘出NLM各次特征谐波含量随电平数的变化曲线和THD含量随电平数的变化曲线，结合电压等级验证得到级联单元数的可行性与正确性，同时得到满足谐波要求的临界点所对应的电平数。
本发明优选的技术方案如下本发明优选的一种实施方案是步骤I)所述的NLM方法可以为通过电平数目的叠加拟合正弦参考波的方法。本发明优选的一种实施方案是所述NLM方法的谐波可以采用傅立叶级数的方式
进行解析分析，其控制算法的计算公式为
权利要求
1.基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于包括以下步骤1)首先根据并网运行时柔性直流输电系统在三相电压对称时等效模型搭建柔性直流输电系统仿真模型，然后根据搭建好的柔性直流输电系统仿真模型加入NLM控制算法模型，构成根据最优电平逼近NLM方法搭建基于MMC的柔性直流输电谐波分析的仿真模型，并形成柔性直流输电系统的PSCAD仿真平台；2)根据所搭建的柔性直流输电系统仿真模型，输入调制比M的若干组数值，通过步骤 I)所述的PSCAD仿真平台得到各种主要参数，包括系统容量、直流电压、级联单元数目N、载波比、变流单元直流电容值、连接电抗Ls、送端电压、受端电压；3)根据步骤2)所述通过PSCAD仿真平台得到的各种主要参数，在MATLAB软件中进行编程，对仿真参数进行处理，再根据MATLAB与EXCEL的接口得到处理出来的软件计算出谐波含量和总谐波畸变率THD含量，通过PSCAD仿真平台描绘出NLM各次特征谐波含量随电平数的变化曲线和THD含量随电平数的变化曲线，结合电压等级验证得到级联单元数的可行性与正确性，同时得到满足谐波要求的临界点所对应的电平数。
2.根据权利要求1所述的基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于 步骤I)中所述并网运行时柔性直流输电系统在三相电压对称时等效模型表达式如下
3.根据权利要求1或2所述的基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于步骤I)所述的NLM方法为通过电平数目的叠加拟合正弦参考波的方法；所述NLM方 法的谐波采用傅立叶级数的方式进行解析分析，其表达式为谐波电平
4.根据权利要求3所述的基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于 所述各谐波电平所对应的阶跃角度ak通过如下方法取得O当电平数N为奇数时，电平阶跃变化处为参考波等于两个电平的中间点时，即 a k=arcsin (k_0. 5)，其中 k = 1，2，…，N/2 ;2)当电平数N为偶数时
5.根据权利要求1或2所述的基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于所述输入调制比M输入的数值为O. 6 I。
全文摘要
本发明公开基于MMC柔性流输电系统电平数选择验证方法，其特征在于包括以下步骤1)根据并网运行时柔性直流输电系统在三相电压对称时等效模型搭建柔性直流输电系统仿真模型，构成根据最优电平逼近NLM方法搭建基于MMC的柔性直流输电谐波分析的仿真模型，并形成柔性直流输电系统的PSCAD仿真平台；2)输入调制比M的若干组数值，通过PSCAD仿真平台得到各种主要参数；3)通过PSCAD仿真平台描绘出NLM各次特征谐波含量随电平数的变化曲线和THD含量随电平数的变化曲线，结合电压等级验证得到级联单元数的可行性与正确性，同时得到满足谐波要求的临界点所对应的电平数。本发明通过仿真平台和计算程序的验证MMC柔性直流输电系统电平数以及对应的级联单元数选择的正确性与和合理性。
文档编号G01R31/00GK103018583SQ20121027532
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者彭冠炎, 余梦泽, 简翔浩, 谭茂强, 伍广俭, 朱海华, 张劲松, 陈冰 申请人:中国能源建设集团广东省电力设计研究院