CN106159988A - 一种暂态能量耗散装置控制系统 - Google Patents

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李晓明
王新宝
丁峰峰
韩连山
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Changzhou NR Electric Power Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种暂态能量耗散装置控制系统，包括暂态能量耗散主控装置和暂态能量耗散控制装置。暂态能量耗散主控装置和高压直流控制装置进行通信，同时暂态能量耗散主控装置还和暂态能量耗散控制装置进行通信，暂态能量耗散控制装置可以为一套装置，也可以为多套装置，每套暂态能量耗散控制装置均控制一组暂态能量耗散执行装置的投入及退出。所述暂态能量耗散装置控制系统用于消耗特高压交直流系统直流输电由于换相失败或闭锁产生的暂态能量聚集，防止系统电压、功角及频率失稳。

Description

一种暂态能量耗散装置控制系统
技术领域
本发明属于高压直流输电领域，特别涉及一种电力系统暂态能量耗散装置。
背景技术
我国存在着新能源发电(风力发电、光伏发电)集中区域和用电负荷中心区域相距较远的问题，解决的一种方式为通过多回高压直流输电实现点对点的大功率输送，这种电源结构的变化和交直流混联电网格局的形成，使稳定性问题成为影响电网安全的主要矛盾：当电网发生短路故障时，单回或者多回高压直流输电会发生换相失败甚至闭锁，导致电能输出通道会出现短时中断，进而使高压直流输电整流侧电网出现暂态能量聚集，而作为支撑电网的主发电机组无法通过机端电气量快速响应这种能量聚集，导致电网电压崩溃，薄弱断面功率大幅振荡，进而导致电网失稳。即使无电压和功角稳定性问题，电网频率也可能会快速升高，引起风电等新能源发电脱网。
为避免暂态能量聚集引起的电网稳定性问题，电力系统中传统的方法是采用切机措施，但是这种方法存在弊端，大量的机组切除后系统对电压的控制能力被弱化，电网的稳定性问题可能会更加突出；另外，直流恢复之后送端电网会出现低频问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种暂态能量耗散装置控制系统，用于控制暂态能量耗散装置，解决高压直流输电中出现换相失败或闭锁时的整流侧能量聚集问题。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种暂态能量耗散装置控制系统，包括暂态能量耗散主控装置和暂态能量耗散控制装置，暂态能量耗散控制装置可以为一套，也可以为多套。
暂态能量耗散主控装置由电源模块、对上通讯模块、对下通讯模块和CPU模块组成。电源模块负责给装置供电；对上通讯模块负责和高压直流控制装置进行通讯，接收高压直流装置的正常运行、换相失败和闭锁等信号；对下通讯模块和暂态能量耗散控制装置进行通讯，负责下发暂态能量耗散装置投入的指令；CPU模块负责进行计算及逻辑处理。
每一套暂态能量耗散控制装置由电源模块、通讯模块、CPU模块和出口模块组成。电源模块负责给装置供电；通讯模块负责和暂态能量耗散主控装置进行通讯，接收暂态能量耗散主控装置投入的指令；CPU模块负责进行计算及逻辑处理；出口模块负责给暂态能量耗散执行装置发送投入命令。
当高压直流发生换相失败或闭锁时，换相失败或闭锁的信号会发送给能量耗散主控装置对上通讯模块，能量耗散主控装置的CPU模块按照预先设计好的投入策略，通过对下通讯模块给某一套或某几套能量耗散控制装置发出投入指令。
每一套暂态能量耗散控制装置均通过其通讯模块和暂态能量耗散主控装置进行通讯，并且可以通过出口模块控制本套能量耗散执行装置的投入及退出，当某套暂态能量耗散控制装置接收到暂态能量耗散主控装置的投入命令后，投入本套暂态能量耗散执行装置，吸收电网的暂态能量。
采用上述方案后，可以协调控制多套能量耗散装置的投入及退出，消耗掉高压直流输电由于换相失败或闭锁产生的暂态能量聚集，防止系统电压、功角及频率失稳。
本发明具有以下有益效果：
1)、通过暂态能量耗散装置控制系统控制能量耗散执行装置，消耗高压直流输电由于换相失败或闭锁产生的暂态能量聚集，避免电网出现电压、功角和频率稳定性问题；
2)、暂态能量耗散主控装置可以协调控制多套暂态能量耗散装置。
附图说明
图1是暂态能量耗散装置控制系统原理图；
其中：1、暂态能量耗散主控装置，2、暂态能量耗散控制装置，3、暂态能量耗散执行装置，4、高压直流控制装置。
图2是暂态能量耗散主控装置结构图；
图3是暂态能量耗散控制装置结构图；
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
图1所示为本发明一种应用于高压直流输电领域的暂态能量耗散装置控制系统，暂态能量耗散装置控制系统由暂态能量耗散主控装置1、暂态能量耗散控制装置2组成；其中暂态能量耗散控制装置可以为1套或多套；
如图2为暂态能量耗散主控装置的构成，由电源模块、对上通讯模块、对下通讯模块和CPU模块组成；
如图3为暂态能量耗散控制装置的构成，由电源模块、通讯模块、CPU模块和出口模块组成；
所述暂态能量耗散装置控制系统的结构如下：暂态能量耗散主控装置1的对上通讯模块和高压直流控制装置4进行通信，另一方面，暂态能量耗散主控装置1的对下通讯模块还和每一套暂态能量耗散控制装置2的通讯模块进行通信，每套暂态能量耗散控制装置2均控制一组暂态能量耗散执行装置3的投入及退出。
当高压直流发生换相失败或闭锁时，换相失败或闭锁的信号会发送给能量耗散主控装置1的对上通讯模块，能量耗散主控装置1的CPU模块根据提前已经设计好的投入逻辑，通过对下通讯模块给某一套或某几套能量耗散控制装置发出投入指令。
当某套暂态能量耗散控制装置2的通讯模块接收到暂态能量耗散主控装置1的投入命令后，通过能量耗散控制装置2的出口模块投入本套暂态能量耗散执行装置，吸收电网的暂态能量。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种暂态能量耗散装置控制系统，其特征在于：包括一套暂态能量耗散主控装置和至少一套暂态能量耗散控制装置,所述暂态能量耗散主控装置和高压直流控制装置进行通讯，同时所述暂态能量耗散主控装置还与所述暂态能量耗散控制装置进行通信；
所述暂态能量耗散主控装置包括主控装置电源模块、对上通讯模块、对下通讯模块和主控装置CPU模块；
所述电源模块给所述暂态能量耗散主控装置供电；
所述对上通讯模块负责和高压直流控制装置相连接，进行通讯；
所述对下通讯模块负责和暂态能量耗散控制装置相连接，进行通讯；
所述CPU模块负责进行计算及逻辑处理。
2.如权利要求1所述的一种暂态能量耗散装置控制系统，其特征在于：所述暂态能量耗散控制装置包括控制装置电源模块，通讯模块、控制装置CPU模块和出口模块；
所述控制装置电源模块给暂态能量耗散控制装置供电；
所述通讯模块负责和暂态能量耗散主控装置相连接，进行通讯；
所述控制装置CPU模块进行计算及逻辑处理；
所述出口模块与暂态能量耗散执行装置相连接，发送投入命令。
3.如权利要求1所述一种暂态能量耗散装置控制系统，其特征在于：
所述暂态能量耗散主控装置对上通讯模块和高压直流控制装置进行通讯，从高压直流控制装置接收高压直流正常运行、换相失败、闭锁的信号；
当暂态能量耗散主控装置收到高压直流系统处于换相失败状态或闭锁状态时，按照设定的投入策略，将暂态能量耗散装置的投入命令发给某一个或某几个暂态能量耗散控制装置；
暂态能量耗散控制装置通过通讯模块和暂态能量耗散主控装置进行通讯，当某套暂态能量耗散控制装置接收到暂态能量耗散主控装置的投入命令后，投入本套暂态能量耗散执行装置，吸收电网的暂态能量。
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