一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法及系统

技术特征：
1.一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，检测当前电网电压幅值，并根据所述电压幅值确定电网状态；步骤2，确定系统对有功功率和无功功率的需求；步骤3，根据所述电网状态和所述需求，切换m3c低频侧电压指令和工频侧无功电流。2.如权利要求1所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：根据所述需求确定低频侧电压指令。3.如权利要求1所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3-1：当电网电压u
gd
跌落时，低频侧电压指令u
sd_ref
切换为其中，u
gd
为跌落后的电网电压标幺值，k为裕度系数，为m3c子模块电容实际的平均电压标幺值，为m3c子模块电容最大可承受的平均电压标幺值；步骤3-2：当电网电压u
gd
跌落时，工频侧无功电流参考值切换为其中，i
gmax
为m3c允许最大电流值，i
gd_ref
为m3c工频侧有功电流参考值。4.如权利要求3所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，系统对有功功率和无功功率的需求分为有功无功兼顾、有功优先和无功优先三种场景。5.如权利要求4所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，在所述有功无功兼顾场景下，低频侧电压随着工频侧电压等幅跌落，此时，低频侧电压指令中裕度系数k＝0。6.如权利要求4所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，在所述有功优先场景下，令低频侧电压跌落小于工频侧，根据电压跌落瞬间令低频侧电压维持稳态值1pu，可计算得到此时裕度系数7.如权利要求4所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，在所述无功优先场景下，令低频侧电压跌落大于工频侧，根据电压跌落瞬间令低频侧电压直接跌落到0.2pu，可计算得到此时裕度系数8.如权利要求1所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，若电压幅值跌落至90％以下时即判定电网处于故障状态。9.如权利要求1所述的一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制方法，其特征在于，所述控制方法通过改变m3c低频侧交流电压指令迫使风电场根据自身低电压穿越方法减少输出功率从而调节m3c两侧功率平衡，m3c工频侧采取有功平衡优先、剩余输出无功的控制方法以支撑网侧跌落电压。10.一种模块化多电平矩阵变换器的故障穿越控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
电压检测模块，用于检测当前电网电压幅值，并根据所述电压幅值确定电网状态；需求确定模块，用于确定系统对有功功率和无功功率的需求；控制模块，用于根据所述电网状态和所述需求，切换m3c低频侧电压指令和工频侧无功电流。

技术总结
本发明公开了一种模块化多电平矩阵变换器(modularmultilevelmatrixconverter,M3C)的故障穿越控制方法及系统。所述控制方法通过改变M3C低频侧交流电压指令迫使风电场根据自身低电压穿越方法减少输出功率从而调节M3C两侧功率平衡，M3C工频侧采取有功平衡优先、剩余输出无功的控制方法以支撑网侧跌落电压，且根据系统对有功无功功率的需求分为有功无功兼顾、有功优先、无功优先三种场景的控制方案。本发明提出的控制方法不用附加任何硬件，充分利用M3C自身的控制能力，可以有效提高海上风电分频输电系统中模块化多电平矩阵变换器的故障穿越能力。障穿越能力。障穿越能力。


技术研发人员：孙玉巍 王童 付超
受保护的技术使用者：华北电力大学（保定）
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/21