一種柔性直流換流站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及柔性輸配電和電力電子領(lǐng)域，特別設(shè)及一種柔性直流換電站的脈寬調(diào) 制優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 柔性直流輸配電技術(shù)正在迅速發(fā)展，國內(nèi)外電網(wǎng)中已有多項工程應(yīng)用。對于采用 兩電平和=電平的換流站，為了減少輸出的諧波，往往需要較高的開關(guān)頻率，工程中一般不 低于1曲Z。較高的開關(guān)頻率，會導(dǎo)致較大的開關(guān)損耗，降低換流站運行效率。因此，如何優(yōu) 化開關(guān)器件的脈寬調(diào)制方法，從而在較低開關(guān)頻率下仍能得到良好的輸出波形，始終是換 流站關(guān)屯、的重點問題。
[0003] 典型的脈寬調(diào)制方法有正弦調(diào)制、空間矢量調(diào)制和特定消諧調(diào)制。其中，特定消諧 方法是通過調(diào)整開關(guān)時刻，來消除特定次數(shù)的諧波。通過優(yōu)化該些開關(guān)時刻，則可W使得換 流站W(wǎng)更低的開關(guān)頻率運行。與特定消諧調(diào)制方法相比，要達(dá)到相同的諧波性能，正弦調(diào)制 和空間矢量調(diào)制的載波頻率較高，使得換流器開關(guān)損耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種柔性直流換電站的脈寬 調(diào)制優(yōu)化方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過W下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種柔性直流換電站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法，包含W下順序的步驟：
[0007] S1.在；相橋中，令各橋臂采用不同的開關(guān)時刻，從而構(gòu)成12個獨立的方程；
[000引 S2.寫出立相橋輸出電壓的傅立葉級數(shù)，其中含有12個變量，即上述的12個開關(guān) 時刻；
[0009] S3.取出步驟S2中表達(dá)式中的各次諧波次數(shù)，在5、7、11、13、17次諧波上的系數(shù)為 0,而基波的系數(shù)為給定值，建立非線性方程組；
[0010] S4.求解所有方程，計算出12個開關(guān)時刻；
[0011] S5.建立開關(guān)時刻優(yōu)化模型，其目標(biāo)函數(shù)相橋輸出電壓的17次及W下諧波幅 值的平方和最??；約束條件如下：開關(guān)時刻具有合理性，W升序排列，且相鄰時刻之間的時 間差不小于8yS;
[0012] S7.在步驟S5的優(yōu)化模型和約束條件下，W步驟S4求解得到的開關(guān)時刻為初值， 重新求解步驟S3中的非線性方程組，則得到可用的開關(guān)時刻即優(yōu)化后的開關(guān)時刻；
[0013]S8.通過優(yōu)化后的開關(guān)時刻，換流站W(wǎng)較低的開關(guān)頻率運行且能得到良好的輸出 波形。
[0014] 所述的換流站，其輸出電壓為奇函數(shù)且1/4周波對稱。
[00巧]步驟S1或S2中，所述的；相橋的拓包含6只IGBT，即T1、T2、T3、T4、T5、T6,其 中T1和T2串聯(lián)，連接點引出交流端子A;T3和T4串聯(lián)，連接點引出交流端子B;T5和T6串 聯(lián)，連接點引出交流端子c;還包含直流側(cè)的電容器Cl、C2,Cl、C2串聯(lián)，中點接地；Tl、T3、T4的集電極與Cl的正極并聯(lián)，T2、T4、T6的發(fā)射極與C2的負(fù)極并聯(lián)。
[0016] 本發(fā)明的工作原理如下；
[0017] 如果周期函數(shù)f(x)W23I為周期，且f(x)滿足狄里赫利條件，則在選定適當(dāng)?shù)南?數(shù)后，可將f(x)精確地表示為
[00 化]
【主權(quán)項】
1. 一種柔性直流換電站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法，其特征在于，包含以下順序的步驟：
51. 在三相橋中，令各橋臂采用不同的開關(guān)時刻，從而構(gòu)成12個獨立的方程；
52. 寫出三相橋輸出電壓的傅立葉級數(shù)，其中含有12個變量，即上述的12個開關(guān)時 刻；
53. 取出步驟S2中表達(dá)式中的各次諧波次數(shù)，在5、7、11、13、17次諧波上的系數(shù)為0， 而基波的系數(shù)為給定值，建立非線性方程組；
54. 求解所有方程，計算出12個開關(guān)時刻；
55. 建立開關(guān)時刻優(yōu)化模型，其目標(biāo)函數(shù)以三相橋輸出電壓的17次及以下諧波幅值的 平方和最??；約束條件如下：開關(guān)時刻具有合理性，以升序排列，且相鄰時刻之間的時間差 不小于8 y s ;
56. 在步驟S5的優(yōu)化模型和約束條件下，以步驟S4求解得到的開關(guān)時刻為初值，重新 求解步驟S3中的非線性方程組，則得到可用的開關(guān)時刻即優(yōu)化后的開關(guān)時刻；
57. 通過優(yōu)化后的開關(guān)時刻，換流站以較低的開關(guān)頻率運行且能得到良好的輸出波形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性直流換電站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法，其特征在于：所述的 換流站，其輸出電壓為奇函數(shù)且1/4周波對稱。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性直流換電站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法，其特征在于：步驟Sl 或S2中，所述的三相橋的拓包含6只IGBT，即1'1、了2、了3、了4、了5、了6，其中1'1和了2串聯(lián)，連 接點引出交流端子A ;T3和T4串聯(lián)，連接點引出交流端子B ;T5和T6串聯(lián)，連接點引出交流 端子(：；還包含直流側(cè)的電容器(：1、02，(：1、02串聯(lián)，中點接地；1'1、13、14的集電極與(：1的 正極并聯(lián)，T2、T4、T6的發(fā)射極與C2的負(fù)極并聯(lián)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性直流換電站的脈寬調(diào)制優(yōu)化方法，包含以下步驟：在三相橋中，令各橋臂采用不同的開關(guān)時刻，構(gòu)成12個方程；寫出三相橋輸出電壓的傅立葉級數(shù)及其各次諧波次數(shù)；在5、7、11、13、17次諧波上的系數(shù)為0，而基波的系數(shù)為給定值，建立非線性方程組；求解所有方程，計算出12個開關(guān)時刻；建立開關(guān)時刻優(yōu)化模型并在束條件下，以求解得到的開關(guān)時刻為初值，重新求解非線性方程組，則得到可用的開關(guān)時刻即優(yōu)化后的開關(guān)時刻；通過優(yōu)化后的開關(guān)時刻，換流站以較低的開關(guān)頻率運行且能得到良好的輸出波形。本發(fā)明的優(yōu)化方法，使得換流站在較低開關(guān)頻率下仍能得到良好的輸出波形。
【IPC分類】H02J3-01, H02J3-36
【公開號】CN104753078
【申請?zhí)枴緾N201510108679
【發(fā)明人】夏成軍, 梁君君, 藍(lán)海文, 張春朋
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月12日