申请/专利权人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

申请日：2024-03-12

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117892557B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;H02M7/06;H02M7/219;H02J3/36;H02J3/38

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.05.03#实质审查的生效;2024.04.16#公开

摘要：本发明属于海上风电直流送出技术领域，针对现有DRU和MMC并联的混合轻型HVDC换流器，在设计MMC时未考虑到其额定无功功率值明显大于额定有功功率值，导致过大的不必要的设计冗余的不足，本发明采用如下技术方案：DRU和MMC并联的HVDC换流器优化设计方法，包括：获取所需的相关参数；计算得到MMC的桥臂子模块数量和子模块电容容值；基于DRU和MMC并联的HVDC换流器中并联MMC的高容性无功‑低有功功率特性，计算桥臂子模块数优化优化量和子模块电容容值优化量，修正桥臂子模块数以及子模块电容容值，得到优化后的设计值。本发明的有益效果是：减少桥臂子模块数量，降低子模块电容容值。

主权项：1.一种DRU和MMC并联的HVDC换流器优化设计方法，其特征在于：所述DRU和MMC并联的HVDC换流器优化设计方法包括：步骤S1、获取计算优化前的并联MMC的桥臂子模块数量NMMC、子模块电容容值CSM、桥臂子模块数优化量△NMMC优化和子模块电容容值优化量△CSM优化所需的相关参数；步骤S2、计算得到优化前的并联MMC的桥臂子模块数量NMMC和子模块电容容值CSM；步骤S3、基于DRU和MMC并联的HVDC换流器中并联MMC的高容性无功-低有功功率特性，计算桥臂子模块数优化量△NMMC优化和子模块电容容值优化量△CSM优化，修正桥臂子模块数NMMC以及子模块电容容值CSM，得到优化后的设计值NMMC优化、CSM优化；其中，决定桥臂子模块数优化量△NMMC优化的参数包括计算系数c1、MMC在纯容性无功功率边界SN运行时的交流电流有效值IacN；其中，决定子模块电容容值优化量△CSM优化的参数包括计算系数c1、MMC在纯容性无功功率边界SN运行时的交流电流有效值IacN、所允许的电容电压波动率最大值以及额定直流电压UdcN；步骤S1中，所需的相关参数包括：额定功率SN、DRU有功功率额定值PN_DRU、DRU无功功率额定值QN_DRU、MMC有功功率额定值PN_MMC、MMC无功功率额定值QN_MMC、交流端口最大无功Q混合、MMC桥臂电抗标幺值X*、额定交流相电压有效值UacN、交流电压角频率、额定直流电压UdcN、电容电压波动率最大值、电容电压波动率裕度系数、子模块电容所允许承受的最大电压值UCmax、MMC纯容性无功功率边界值与其额定功率SN之间的比例系数、换流器的额定交流相电流有效值IacN；步骤S2中，计算优化前的并联MMC的桥臂子模块数量NMMC所需的参数包括：所允许的电容电压波动率最大值、额定直流电压UdcN、子模块电容所允许承受的最大电压值UCmax；计算优化前的并联MMC的子模块电容容值CSM所需的参数包括：MMC纯容性无功功率边界值与其额定功率SN之间的比例系数、换流器的额定交流相电流有效值IacN、换流器交流端口的交流电压角频率、所允许的电容电压波动率最大值、额定直流电压UdcN、额定交流相电压有效值UacN、MMC桥臂电抗标幺值X*；步骤S2中，优化前所需要的桥臂子模块数NMMC的计算公式为： 4式中，为所允许的电容电压波动率最大值、UdcN为额定直流电压、UCmax为子模块电容所允许承受的最大电压值；步骤S2中，优化前的子模块电容容值CSM的计算公式为： 8；步骤S3中，计算桥臂子模块数优化量△NMMC优化所需的参数包括：优化前的并联MMC的桥臂子模块数量NMMC、计算系数c1、MMC纯容性无功功率边界值与其额定功率SN之间的比例系数、换流器的额定交流相电流有效值IacN、调制比M、MMC有功功率额定值PN_MMC、额定功率SN、MMC无功功率额定值QN_MMC；计算计算系数c1所需的参数包括：额定交流相电压有效值UacN、交流电压角频率、优化前的子模块电容容值CSM、额定直流电压UdcN、额定功率SN；计算子模块电容容值优化量△CSM优化所需的参数包括：MMC纯容性无功功率边界值与其额定功率SN之间的比例系数、换流器的额定交流相电流有效值IacN、交流电压角频率、所允许的电容电压波动率最大值、额定直流电压UdcN、计算系数c1、MMC有功功率额定值PN_MMC、额定功率SN、调制比M、MMC桥臂电抗标幺值X*、MMC无功功率额定值QN_MMC；步骤S3中，优化后的并联MMC的桥臂子模块数NMMC优化与优化后的子模块电容容值CSM优化的计算公式为： 12其中， 13。

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