(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211202872.7 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 申请人 国网甘肃省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 王秀丽　杨勇　张海涛　周嘉豪　 宁联辉　刘文飞　刘沈全　孟永庆　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽 (51)Int.Cl. H02J 3/34(2006.01) H02J 3/00(2006.01)H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配 方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种减小M3C桥臂电流峰值的 桥臂电流分配方法及系统， 包括： 基于工频侧线 电流和分频侧线电流与桥臂电流的关系， 构建电 流分配模型； 基于子换流器上限电流的概念， 优 化电流分配模型； 基于优化后的电流分配模型， 获取正序电流分配系数的选取原则； 基于正序电 流分配系数的选取原则， 提出以子换流器上限电 流最小为目标的正序电流分配系数的求解方法； 基于以子换流器上限电流最小为目标的正序电 流分配系数的求解方法， 设计实际应用当中的正 序电流分配系数的求解流程， 获取正序电流分配 系数， 确定各桥臂电流的分配方案。 本发明能够 有效削减桥臂电流峰值， 显著提升M3C换流站的 过载能力， 并减少M3C 换流站投资建设的费用， 提 升整个系统的经济性。 权利要求书5页 说明书12页 附图6页 CN 115498674 A 2022.12.20 CN 115498674 A 1.一种减小M 3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特 征在于， 包括： 基于工频侧线电流和分频侧线电流与桥臂电流的关系， 构建电流分配模型； 基于子换流器上限电流的概念， 优化电流分配模型； 基于优化后的电流分配模型， 获取正序电流分配系数的选取原则； 基于正序电流分配系数的选取原则， 提出以子换流器上限电流最小为目标的正序电流 分配系数求 解方法； 基于以子换流器上限电流最小为目标的正序电流分配系数的求解方法， 设计实际应用 当中的正序电流分配系 数的求解流程， 获取正序电流分配系 数， 确定各桥臂电流的分配方 案。 2.根据权利要求1所述的一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特征在 于， 所述基于工频侧线电流和分频侧线电流与桥臂电流的关系， 构建电流分配模型； 具体 为： 其中， ixy表示流经任意桥臂xy的电流； ix和iy分别表示分频侧和工频侧的单相线电流， 其中x代表工频侧u、 v、 w三相中的一相， y代表分频侧a、 b、 c三相中的一相； ωs为工频网侧角 频率； ωL为分频网侧角频率； 为工频侧对应单相 线电流的初相角； 为分频侧对应单相 线电流的初相角； ImS和ImL分别表示工频侧和分频侧线电流的幅值； 每个桥臂电流中含有两 个不同频率的交流分量； 以桥臂电流峰值最小为目标的桥臂电流优化分配策略通过公式(2)和 公式(3)进行描 述： min{max(|ixy|)}      (2) 式中， max(|ixy|)表示桥臂x y当中电流的峰值， (2)表示的是目标函数， 即以桥臂电流峰 值的最小为目标函数； 表示从工频侧划分的子换流器y流过的电流， 其中y＝u、 v、 w， 表示工频侧三相； 子换流器y流过的电流数值等于桥臂ay， by， c y电流的和， 满足基尔霍 夫电流定律； 同理， 表示从分频侧划分的子换流器x流过的电流， 其中x＝a、 b、 c， 表示分频侧三相； 分频侧子换流器x流过的电流数值等于桥臂xu， xv， xw电流的和， 满足基尔 霍夫电流定律。 3.根据权利要求2所述的一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特征在 于， 所述基于 子换流器上限电流的概念， 优化电流分配模型， 具体为： 对子换流器a， 将其所包 含的桥臂au、 av和aw的电流表示 为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115498674 A 2根据桥臂电流表达式得出， 通过控制正序分量能够避免对M3C网侧性能的影响， 确定调 整正序分量 为最佳优化方案； 将子换流器a、 b和c的上限电流分别用iSCa、 iSCb和iSCc表示为： 根据公式(5)和M3C结构图将公式(2)和公式(3)描述的优化问题简化为子换流器上限 电流的最小化问题； 所述M3C结构图包括九个桥臂， M3C换流器的工频侧三相输出与分频侧三相输入相连， 各桥臂均由一个桥臂电抗及n个全桥模块串联组成， 从分频侧出发， M3C换流器分为三个子 换流器a、 b、 c； 从工频侧出发， M 3C换流器分为 三个子换流器u、 v、 w。 4.根据权利要求3所述的一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特征在 于， 所述基于优化后的电流分配模 型， 获取正序电流分配系数的选取原则， 具体为： kSCx取值 满足子换流器x的零序分量瞬时值最大时， kSCx取最小， 而当子换流器x的零序分量瞬时值最 小时， kSCx最大， 达到减小子换流器x上限电流的目的。 5.根据权利要求4所述的一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特征在 于， 所述基于正序电流分配系 数的选取原则， 提出以子换流器上限电流最小为目标 的正序 电流分配系数求 解方法， 具体为： 在子换流器电流成分分析的基础上， 以正序和零序电流 “错峰分布 ”的优化分配原则， 构造正序电流分配系数的数 学表达式为： 其中： kSCx为正序电流分配系数， M为归一化系数； β 为正序电流分配系数中的直流共模 分量， M与β 之间的关系为: 且满足： 6.根据权利要求5所述的一种减小M3C桥臂电流峰值的桥臂电流分配方法， 其特征在 于， 所述基于以子换流器上限电流最小为 目标的正序电流分配系 数求解方法， 设计实际应 用当中的正序电流分配系 数的求解流程， 获取正序电流分配系 数， 确定各桥臂电流的分配 方案， 具体为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115498674 A 3