CN106452043A - 一种子模块分布式充电方法 - Google Patents

一种子模块分布式充电方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106452043A
CN106452043A CN201611086770.8A CN201611086770A CN106452043A CN 106452043 A CN106452043 A CN 106452043A CN 201611086770 A CN201611086770 A CN 201611086770A CN 106452043 A CN106452043 A CN 106452043A
Authority
CN
China
Prior art keywords
submodule
module
valve control
control function
top level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611086770.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106452043B (zh
Inventor
丁久东
卢宇
董云龙
邱德锋
鲁江
王柯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN201611086770.8A priority Critical patent/CN106452043B/zh
Publication of CN106452043A publication Critical patent/CN106452043A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106452043B publication Critical patent/CN106452043B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种子模块分布式充电方法，通过将换流阀每个桥臂的子模块分组，每组对应着一个阀控功能模块，上层控制功能模块根据各组正常子模块的平均电压和数目计算出各组的权重，并结合相应桥臂应该旁路的子模块数目计算出各组旁路的子模块数目下发给阀控功能模块，阀控功能模块按照现有文献提供的均压策略和选通方法工作。

Description

一种子模块分布式充电方法
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种子模块分布式充电方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展，基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术得到了极为广泛的关注和应用。该型拓扑的桥臂采用基本运行单元级联的形式，避免大量开关器件直接串联，不存在驱动一致性等问题，大幅降低了直流输电的技术壁垒。但由于该拓扑将能量分散存储在桥臂的各个子模块电容中，因此，如何在充电和解锁运行过程中快速实现各个子模块电容电压的均衡控制是其实现难点之一。
目前子模块均压策略通常采用子模块电容电压排序选通的方法，但当桥臂子模块数量过多时，会造成排序算法的时间开销占比过大，阀控装置的负载率过高；且随着电压等级的提高，子模块的数目(链接数)相应的提高，排序算法的时间开销将呈几何级增加。另一方面，由于每个子模块都需要与阀控装置进行通讯，阀控装置与子模块的通讯接口也将随着链接数的增大而增大，而硬件的扩容会造成成本的大幅度提升，也会造成开发周期的提升，不利于阀控装置的扩容。
专利CN201410768743.3提出了“一种子模块分布式控制方法、装置和系统”，该发明将每个桥臂的子模块分组，每组对应着一台阀控装置，上层控制装置根据桥臂电流、各组正常子模块的平均电压和数目计算出各组的权重，并结合相应桥臂应该投入的子模块数目计算出各组投入的子模块数目下发给阀控装置，阀控装置按照现有文献提供的均压策略和选通方法工作。该发明可以实现解锁运行过程中子模块电压的均衡控制，但是并没有考虑到分布式控制方案充电过程中的子模块电压均衡控制，而充电过程中子模块电压的均衡控制关系到换流器启动成功与否，是一个非常重要的过程。
因此有必要针对分布式控制方案设计一种充电方法，实现充电过程中子模块电压的均衡控制。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种子模块分布式充电方法，在分布式控制方案充电过程中实现子模块电压的均衡控制。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种子模块分布式充电方法，将换流阀每个桥臂的所有子模块分为M组，M≥1，每组对应着一个阀控功能模块，由上层控制功能模块向阀控功能模块下发子模块旁路数目，子模块旁路数目的计算步骤如下：
(1)阀控功能模块求得所辖正常子模块的平均电压统计正常子模块的数目并上送给上层控制功能模块；
(2)上层控制功能模块分别求出所辖阀控功能模块的权重Bi，
(3)上层控制功能模块根据相应桥臂应该旁路的总的子模块数目和各阀控功能模块的权重Bi计算各阀控功能模块旁路的子模块数目其中round为四舍五入取整函数。
上述分组的原则为每组子模块的类型可以相同，也可以不相同。
上述正常子模块为可以参与正常投切的子模块，不包括被永久性短路的子模块。
上述旁路为通过开关器件使得子模块被暂时性短路的状态，不包括子模块被永久性短路的状态。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：
本发明提出了一种子模块分布式充电方法，可以应用在分布式控制方案中，实现充电过程中子模块电压的均衡控制，以较低的成本配合换流器的成功启动。
附图说明
图1是本发明提出的子模块分布式充电方法逻辑示意图。
图2是半桥子模块旁路示意图。
图3是全桥子模块旁路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
一种子模块分布式充电方法，将换流阀每个桥臂的所有子模块分为M组，M≥1，每组对应着一个阀控功能模块，由上层控制功能模块向阀控功能模块下发子模块旁路数目，子模块旁路数目的计算示意图如图1所示，具体步骤如下：
(1)阀控功能模块求得所辖正常子模块的平均电压统计正常子模块的数目并上送给上层控制功能模块；
(2)上层控制功能模块分别求出所辖阀控功能模块的权重Bi，
(3)上层控制功能模块根据相应桥臂应该旁路的总的子模块数目和各阀控功能模块的权重Bi计算各阀控功能模块旁路的子模块数目其中round为四舍五入取整函数。
上述分组的原则为每组子模块的类型可以相同，也可以不相同，对一个桥臂中只有一种子模块的换流器可以分组，对于每个桥臂中含有多种子模块的换流器也可以分组。
上述正常子模块为可以参与正常投切的子模块，不包括被永久性短路的子模块。
上述旁路为通过开关器件使得子模块被暂时性短路的状态，不包括子模块被永久性短路的状态，对于半桥子模块，如图2所示，可以关断Q1并开通Q2，对于全桥子模块，如图3所示，可以关断Q1、Q3并开通Q2、Q4，或者关断Q2、Q4并开通Q1、Q3。
上述上层控制模块管辖换流阀的一个或者多个桥臂。
上述方案中,所有变量的下标i的取值范围为1～M。
本发明还提出一种子模块分布式控制装置，包括上层控制功能模块、阀控功能模块；将换流阀每个桥臂的所有子模块分为M组，M≥1，每组对应着一个阀控功能模块，上层控制功能模块对应一个桥臂或者多个桥臂的阀控功能模块；
(1)各阀控功能模块中的正常子模块计算单元求得所辖正常子模块的平均电压统计正常子模块的数目并上送给上层控制功能模块；
(2)上层控制功能模块中的权重计算单元分别求出所辖阀控功能模块的权重Bi，
(3)上层控制功能模块根据相应桥臂应该旁路的总的子模块数目和各阀控功能模块的权重Bi，在旁路子模块计算单元计算各阀控功能模块的旁路子模块数目其中round为四舍五入取整函数；并下发给各阀控功能模块。
上述正常子模块为可以参与正常投切的子模块，不包括被永久性短路的子模块。
上述旁路为通过开关器件使得子模块被暂时性短路的状态，不包括子模块被永久性短路的状态。
上述方案中,所有变量的下标i的取值范围为1～M。
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 (12)

1.一种子模块分布式充电方法，将换流阀每个桥臂的所有子模块分为M组，M≥1，每组对应着一个阀控功能模块，由上层控制功能模块向阀控功能模块下发子模块旁路数目，其特征在于，所述子模块旁路数目的计算步骤如下：
(1)各阀控功能模块求得所辖正常子模块的平均电压统计正常子模块的数目并上送给上层控制功能模块；
(2)上层控制功能模块分别求出所辖阀控功能模块的权重Bi，
(3)上层控制功能模块根据相应桥臂需要旁路的总的子模块数目和各阀控功能模块的权重Bi计算各阀控功能模块的旁路子模块数目其中round为四舍五入取整函数。
2.如权利要求1所述的一种子模块分布式充电方法，其特征在于，所述子模块分组的原则为每组子模块的类型相同或者不相同。
3.如权利要求1所述的一种子模块分布式充电方法，其特征在于，步骤(1)所述正常子模块为可以参与正常投切的子模块，不包括故障状态的子模块。
4.如权利要求1所述的一种子模块分布式充电方法，其特征在于，所述子模块旁路是指，通过开关器件使得子模块被暂时性短路的状态，不包括子模块被永久性短路的状态。
5.如权利要求1所述的一种子模块分布式充电方法，其特征在于，所述上层控制模块管辖换流阀的一个或者多个桥臂。
6.如权利要求1所述的一种子模块分布式充电方法，其特征在于，所述方案中,所有变量的下标i的取值范围为1～M。
7.一种子模块分布式控制装置，其特征在于，包括上层控制功能模块、阀控功能模块；将换流阀每个桥臂的所有子模块分为M组，M≥1，每组对应着一个阀控功能模块，上层控制功能模块对应一个桥臂或者多个桥臂的阀控功能模块；
(1)各阀控功能模块求得所辖正常子模块的平均电压统计正常子模块的数目并上送给上层控制功能模块；
(2)上层控制功能模块分别求出所辖阀控功能模块的权重Bi，
(3)上层控制功能模块根据相应桥臂需要旁路的总的子模块数目和各阀控功能模块的权重Bi计算各阀控功能模块的旁路子模块数目其中round为四舍五入取整函数；并下发给各阀控功能模块。
8.如权利要求7所述的一种子模块分布式控制装置，其特征在于：所述子模块分组的原则为每组子模块的类型相同或者不相同。
9.如权利要求7所述的一种子模块分布式控制装置，其特征在于：所述正常子模块为可以参与正常投切的子模块，不包括故障状态的子模块。
10.如权利要求7所述的一种子模块分布式控制装置，其特征在于，所述子模块旁路是指，通过开关器件使得子模块被暂时性短路的状态，不包括子模块被永久性短路的状态。
11.如权利要求7所述的一种子模块分布式控制装置，其特征在于，所述上层控制模块管辖换流阀的一个或者多个桥臂。
12.如权利要求7所述的一种子模块分布式控制装置，其特征在于，所述装置中，所有参数变量的下标i的取值范围为1～M。
CN201611086770.8A 2016-12-01 2016-12-01 一种子模块分布式充电方法 Active CN106452043B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611086770.8A CN106452043B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种子模块分布式充电方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611086770.8A CN106452043B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种子模块分布式充电方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106452043A true CN106452043A (zh) 2017-02-22
CN106452043B CN106452043B (zh) 2019-05-07

Family

ID=58224136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611086770.8A Active CN106452043B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种子模块分布式充电方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106452043B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070107A (zh) * 2020-07-31 2022-02-18 南京南瑞继保电气有限公司 混合型换流器的充电控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102577073A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 Abb技术有限公司 计算用于模块化多电平转换器的插入指数的方法和装置
CN102916592A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 华北电力大学 一种模块化多电平换流器的子模块分组均压控制方法
CN105743360A (zh) * 2014-12-11 2016-07-06 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块分布式控制方法、装置和系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102577073A (zh) * 2009-09-04 2012-07-11 Abb技术有限公司 计算用于模块化多电平转换器的插入指数的方法和装置
CN102916592A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 华北电力大学 一种模块化多电平换流器的子模块分组均压控制方法
CN105743360A (zh) * 2014-12-11 2016-07-06 南京南瑞继保电气有限公司 一种子模块分布式控制方法、装置和系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114070107A (zh) * 2020-07-31 2022-02-18 南京南瑞继保电气有限公司 混合型换流器的充电控制方法及装置
CN114070107B (zh) * 2020-07-31 2023-08-08 南京南瑞继保电气有限公司 混合型换流器的充电控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106452043B (zh) 2019-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104320011B (zh) 具备直流故障穿越能力的混合子模块式mmc换流器
CN105743360B (zh) 一种子模块分布式控制方法、装置和系统
CN103023312B (zh) 一种基于晶闸管器件的mmc换流阀子模块装置及其控制方法
CN103545877B (zh) 一种mmc电池储能系统相内soc均衡方法
CN107834867B (zh) 一种基于sic器件的模块多电平变换器准两电平pwm控制方法
CN106787883B (zh) 基于最近电平逼近的均压调制方法和均压调制装置
CN105391329A (zh) 一种全桥型mmc交流电压提升运行方法
CN103078539A (zh) 一种模块化多电平换流器的充电方法
CN104836457B (zh) 一种模块化多电平换流器电容电压分组平衡优化算法
CN106374767A (zh) 一种考虑二次回路的模块化多电平换流器子模块仿真模型
CN104917406A (zh) 一种适用于mmc的基于共模注入的最近电平逼近调制方法
CN103368432B (zh) 柔性直流输电模块化多电平换流器的调制方法及控制装置
CN204103794U (zh) 功率子单元、三相mmc拓扑结构及换流器
CN103066587A (zh) 一种模块化多电平柔性直流系统的优化配置方法
CN105763089A (zh) 一种带耗能电阻的自阻型子模块及其应用
CN107634659A (zh) 一种扩大混合型mmc运行区域的控制方法
CN106385190A (zh) 一种用于全桥型mmc的电容电压均衡控制方法
CN104114403A (zh) 用于操控能量存储装置的系统和方法
CN108768194A (zh) 模块化多电平变流器的预充电电路及其充电方法
CN106452146B (zh) 一种多电平变换器子模块电路及多电平变换器
CN203590069U (zh) 基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器
CN105680793B (zh) 一种光伏系统的电压补偿装置及光伏系统
CN106452043A (zh) 一种子模块分布式充电方法
CN204597805U (zh) 一种用于模块组合多电平变换器的子模块电路
CN102901889A (zh) 一种电压源型换流器子模块的运行试验装置及其试验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant