CN111541362B - 一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 - Google Patents
一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111541362B CN111541362B CN202010229506.5A CN202010229506A CN111541362B CN 111541362 B CN111541362 B CN 111541362B CN 202010229506 A CN202010229506 A CN 202010229506A CN 111541362 B CN111541362 B CN 111541362B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- modules
- sub
- voltage
- redundant
- energy
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 82
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 15
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 5
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
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
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
-
- 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
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
- H02M1/325—Means for protecting converters other than automatic disconnection with means for allowing continuous operation despite a fault, i.e. fault tolerant converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明属于MMC冗余子模块投切控制领域，尤其涉及MMC冗余子模块的投切控制方法及系统。其中该方法包括MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略；当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略。可减少设备占地面积，降低能量损耗，为新能源电场降低发出功率争取时间。
Description
技术领域
本发明属于MMC冗余子模块投切控制领域，尤其涉及一种MMC冗余子模块的投切控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
柔性直流输电技术能够实现有功、无功独立控制，不需要交流大电网进行换相，能够为可再生能源电场提供可靠的并网电压。其中，模块化多电平换流器(MMC)技术因其谐波小、模块化程度高、开关损耗小的优点，在柔性高压直流输电工程中的应用越来越多。MMC的运行原理已有诸多学者阐述，在高压多电平场合，其调制方式多采用最近电平逼近调制(NLM)策略。MMC换流站在设计、运行时都配有约10％数量的冗余子模块，目前此部分冗余子模块只是用来应对子模块故障问题。
新能源具有间歇性，功率波动大的特点，同时交直流侧电网、换流器可能会发生各种故障，导致直流电网的功率容易出现波动。应对功率盈余可通过调节换流站的电压、频率等交流量，让新能源电场发出的功率降低，而发明人发现，新能源功率降低需要一定时间，响应较慢，无法快速缓解换流站过压现象。另外，考虑换流站与交流系统联合运行让盈余功率流入交流电网的方法，但是该方法不适合用于没有强交流电网的地区。
目前能够应用于工程实际的方法是利用耗能装置(电阻、避雷器等)将盈余功率耗散掉，但是发明人发现，采用直流侧耗能装置与交流侧耗能装置耗散盈余功率的这种方法响应迅速，耗散盈余功率效果较好，但耗能装置的占地面积较大，能量损失多，造成能量的浪费。
综上所述，发明人发现，传统的应对功率盈余方法，不适用于柔性直流输电网，而且占地面积较大，能量损失多，造成能量的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种MMC冗余子模块的投切控制方法及系统，无需硬件设备的增加，可以减少设备占地面积，同时冗余子模块储存的能量可以在柔直电网恢复正常后释放回电网，节约能源。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种MMC冗余子模块的投切控制方法。
一种MMC冗余子模块的投切控制方法，包括：
MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
本发明的第二个方面提供一种MMC冗余子模块的投切控制系统。
一种MMC冗余子模块的投切控制系统，包括：
配置模块，其用于将MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
直流侧电压监测模块，其用于实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
本发明的第四方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的冗余子模块中电容全部充电至额定值后无法再继续储能，故本发明适用于长时间功率盈余初期及短时间的功率盈余处理，为新能源电场降低发出功率争取时间。
(2)本发明的MMC冗余子模块的投切控制策略适用于半桥型子模块MMC中，用于紧急快速吸收盈余功率，抑制直流侧电压上升。
(3)本发明与投放电阻耗能装置的方法相比，本发明无需硬件设备的增加，可以减少设备占地面积，同时冗余子模块储存的能量可以在柔直电网恢复正常后释放回电网，节约能源。
(4)本发明的控制方法集成在换流站控制系统中，无需远距离通信支持，响应迅速，可为降低新能源电场发出功率的操作争取时间，避免换流站闭锁。
(5)本发明的该控制方法储存的能量有限，当所有冗余子模块电容电压均充电至额定值后，无法再发挥储能作用。故可针对短时间的功率盈余进行吸收，避免换流站闭锁、电能传输中断。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例的配置了冗余子模块的MMC换流站的结构；
图2为本发明实施例的零电压热备用子模块的结构；
图3为本发明实施例的冗余子模块充电储能方法示意图；
图4为本发明实施例的冗余子模块放电释能方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
在本发明的附图中：
Udc：MMC换流站的直流侧电压。
Narm：根据NLM调制得到的某一桥臂应该处于投入状态的子模块数。
iarm：某一桥臂的电流。
nre：某一桥臂配置的冗余子模块数。
以上“某一桥臂”可以是A相上桥臂、A相下桥臂、B相上桥臂、B相下桥臂、C相上桥臂、C相下桥臂。
图1中各电气量的参考正方向如箭头所示，深色SMre1～SMren为冗余子模块，本发明中，将冗余子模块配置为零电压热备用形式，具体示意图如图2所示：
定义S断开，T1导通，T2关断为子模块投入状态；T2导通，T1关断为子模块切除状态。柔性直流电网正常运行情况下，子模块的旁路开关S处于断开状态。IGBT驱动电路从最近的正常子模块电容上取能，作为工作所需电源，给T2发送导通信号，使一直导通，该子模块相当于导线，子模块电容不参与换流站能量传输。
本实施例的一种MMC冗余子模块的投切控制方法，包括：
MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
例如：当受端换流站闭锁或其他故障导致直流电网功率盈余，直流侧电压Udc升高时，启动冗余子模块电容充电储能投切控制，具体步骤为：
以桥臂电流iarm方向为投切依据，当桥臂电流方向为正，即桥臂电流方向为给子模块电容充电方向时，该桥臂投入n个(n可由使用者设定，但需小于nre)冗余子模块，此时桥臂电流流过子模块电容，电容充电储存能量，正常子模块投入Narm-n个；当iarm为负，即桥臂电流方向为给子模块电容放电方向时，该桥臂切除n个冗余子模块，此时桥臂电流未流过子模块电容，电容已充得的能量锁存，正常子模块投入Narm个。当Narm＝3，n＝1时的示意图如图3所示。
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
例如：当直流侧电压Udc恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容放电释能投切控制，将所有桥臂已锁存能量的冗余子模块逐个放电，具体步骤为：
以桥臂电流iarm方向为投切依据，当桥臂电流为负，即桥臂电流方向为给子模块电容放电方向时，该桥臂投入1个子模块电容电压不为零的冗余子模块，此时桥臂电流反向流过子模块电容，电容已充得的能量释放，正常子模块投入Narm-1个；当桥臂电流方向为正，即桥臂电流方向为给子模块电容充电方向时，该桥臂切除所有冗余子模块，此时桥臂电流未流经子模块电容，正常子模块投入Narm个。当第一个已充能的冗余子模块的能量释放完后，逐个进行其他冗余子模块的放电，以减小电气量的波动。当Narm＝3，n＝1时的示意图如图4所示。
本实施例的冗余子模块中电容全部充电至额定值后无法再继续储能，故本发明适用于长时间功率盈余初期及短时间的功率盈余处理，为新能源电场降低发出功率争取时间。
本实施例的该方法储存的能量有限，当所有冗余子模块电容电压均充电至额定值后，无法再发挥储能作用。故可针对短时间的功率盈余进行吸收，避免换流站闭锁、电能传输中断。
实施例二
本实施例提供了一种MMC冗余子模块的投切控制系统，其包括：
(1)配置模块，其用于将MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
(2)直流侧电压监测模块，其用于实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当受端换流站闭锁或其他故障导致直流电网功率盈余，直流侧电压Udc升高时，启动冗余子模块电容充电储能投切控制，具体步骤为：
例如：以桥臂电流iarm方向为投切依据，当桥臂电流方向为正，即桥臂电流方向为给子模块电容充电方向时，该桥臂投入n个(n可由使用者设定，但需小于nre)冗余子模块，此时桥臂电流流过子模块电容，电容充电储存能量，正常子模块投入Narm-n个；当iarm为负，即桥臂电流方向为给子模块电容放电方向时，该桥臂切除n个冗余子模块，此时桥臂电流未流过子模块电容，电容已充得的能量锁存，正常子模块投入Narm个。当Narm＝3，n＝1时的示意图如图3所示。
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
例如：当直流侧电压Udc恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容放电释能投切控制，将所有桥臂已锁存能量的冗余子模块逐个放电，具体步骤为：
以桥臂电流iarm方向为投切依据，当桥臂电流为负，即桥臂电流方向为给子模块电容放电方向时，该桥臂投入1个子模块电容电压不为零的冗余子模块，此时桥臂电流反向流过子模块电容，电容已充得的能量释放，正常子模块投入Narm-1个；当桥臂电流方向为正，即桥臂电流方向为给子模块电容充电方向时，该桥臂切除所有冗余子模块，此时桥臂电流未流经子模块电容，正常子模块投入Narm个。当第一个已充能的冗余子模块的能量释放完后，逐个进行其他冗余子模块的放电，以减小电气量的波动。当Narm＝3，n＝1时的示意图如图4所示。
本实施例的控制方法集成在换流站控制系统中，无需远距离通信支持，响应迅速，可为降低新能源电场发出功率的操作争取时间，避免换流站闭锁。
具体地，在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为充电方向时，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储能，抑制直流侧电压上升；
在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存。
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为放电方向时，投入一个已充能的冗余子模块的同时，切除一个正常子模块，此时冗余子模块放电释能；
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为充电方向时，切除正在放电的冗余子模块，投入一个正常子模块，逐个将已充能的冗余子模块电容放电至电压为零，避免桥臂电流给冗余子模块进行充电。
本实施例与投放电阻耗能装置的方法相比，本发明无需硬件设备的增加，可以减少设备占地面积，同时冗余子模块储存的能量可以在柔直电网恢复正常后释放回电网，节约能源。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
具体地，在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为充电方向时，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储能，抑制直流侧电压上升；
在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存。
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为放电方向时，投入一个已充能的冗余子模块的同时，切除一个正常子模块，此时冗余子模块放电释能；
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为充电方向时，切除正在放电的冗余子模块，投入一个正常子模块，逐个将已充能的冗余子模块电容放电至电压为零，避免桥臂电流给冗余子模块进行充电。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，冗余子模块充电储存能量；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
具体地，在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为充电方向时，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储能，抑制直流侧电压上升；
在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存。
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为放电方向时，投入一个已充能的冗余子模块的同时，切除一个正常子模块，此时冗余子模块放电释能；
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为充电方向时，切除正在放电的冗余子模块，投入一个正常子模块，逐个将已充能的冗余子模块电容放电至电压为零，避免桥臂电流给冗余子模块进行充电。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种MMC冗余子模块的投切控制方法，其特征在于，包括：
MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储存能量，抑制直流侧电压上升；当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
2.如权利要求1所述的MMC冗余子模块的投切控制方法，其特征在于，在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为放电方向时，投入一个已充能的冗余子模块的同时，切除一个正常子模块，此时冗余子模块放电释能。
3.如权利要求1所述的MMC冗余子模块的投切控制方法，其特征在于，在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为充电方向时，切除正在放电的冗余子模块，投入一个正常子模块，逐个将已充能的冗余子模块电容放电至电压为零，避免桥臂电流给冗余子模块进行充电。
4.一种MMC冗余子模块的投切控制系统，其特征在于，包括：
配置模块，其用于将MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均配置为零电压热备用状态；
直流侧电压监测模块，其用于实时监测MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储存能量，抑制直流侧电压上升；当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
5.如权利要求4所述的MMC冗余子模块的投切控制系统，其特征在于，在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为充电方向时，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储能，抑制直流侧电压上升；
在冗余子模块电容充电储能策略中，当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存。
6.如权利要求4所述的MMC冗余子模块的投切控制系统，其特征在于，在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为放电方向时，投入一个已充能的冗余子模块的同时，切除一个正常子模块，此时冗余子模块放电释能；
在冗余子模块电容逐步放电释能策略中，当桥臂电流为充电方向时，切除正在放电的冗余子模块，投入一个正常子模块，逐个将已充能的冗余子模块电容放电至电压为零，避免桥臂电流给冗余子模块进行充电。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储存能量，抑制直流侧电压上升；当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
配置MMC换流站的各桥臂的所有冗余子模块均为零电压热备用状态；
实时获取MMC换流站直流侧电压，当直流电网发生功率盈余，直流侧电压上升时，启动冗余子模块电容充电储能策略：在桥臂电流为充电方向的时段内投入预设数量的冗余子模块来代替相同数量的正常子模块，投入预设数量的冗余子模块的同时，切除相同数量的正常子模块，此时冗余子模块充电储存能量，抑制直流侧电压上升；当桥臂电流为放电方向时，切除已投入的冗余子模块，投入相同数量的正常子模块，此时冗余子模块中能量锁存；
当直流侧电压恢复额定直流侧电压后，启动冗余子模块电容逐步放电释能策略：在桥臂电流为放电方向的时段内各桥臂逐个投入已经储能的冗余子模块代替相同数量正常工作的子模块，冗余子模块释放能量，电容电压恢复至零。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010229506.5A CN111541362B (zh) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010229506.5A CN111541362B (zh) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111541362A CN111541362A (zh) | 2020-08-14 |
| CN111541362B true CN111541362B (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=71974845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010229506.5A Expired - Fee Related CN111541362B (zh) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | 一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111541362B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111953002A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-17 | 广东电网有限责任公司 | 一种换流阀快速耗能装置及方法 |
| CN113517707B (zh) * | 2021-05-10 | 2023-08-08 | 山东大学 | 一种mmc换流站盈余功率消纳控制方法及系统 |
| CN113489159B (zh) * | 2021-06-22 | 2023-05-30 | 南方电网调峰调频发电有限公司 | 电池储能系统、控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113595057B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-08-18 | 国家电网有限公司 | 一种柔性直流系统用直流侧可控储能装置及控制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103337951A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种基于载波移相调制的mmc冗余保护策略的实现方法 |
| CN106452146A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-02-22 | 佛山科学技术学院 | 一种多电平变换器子模块电路及多电平变换器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101860203B (zh) * | 2010-05-28 | 2012-06-27 | 浙江大学 | 模块化多电平换流器型直流输电系统的优化均压控制方法 |
| CN102931863B (zh) * | 2012-11-12 | 2015-04-15 | 华北电力大学 | 一种建立模块化多电平换流器的混合结构模型的方法 |
| CN103227464B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-05-20 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种柔性直流输电控制系统子模块冗余配置方法 |
-
2020
- 2020-03-27 CN CN202010229506.5A patent/CN111541362B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103337951A (zh) * | 2013-06-28 | 2013-10-02 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种基于载波移相调制的mmc冗余保护策略的实现方法 |
| CN106452146A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-02-22 | 佛山科学技术学院 | 一种多电平变换器子模块电路及多电平变换器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111541362A (zh) | 2020-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111541362B (zh) | 一种mmc冗余子模块的投切控制方法及系统 | |
| US10483788B2 (en) | Charging method for sub-module based hybrid converter | |
| US10763761B2 (en) | Charging method for sub-module based hybrid converter | |
| CN101345419B (zh) | 串联电压质量调节器及快速投入和切除方法 | |
| CN205248805U (zh) | 一种新型dvr电压补偿装置 | |
| CN112366745A (zh) | 一种集中式模块化DC Chopper拓扑及控制方法 | |
| CN112564149A (zh) | 一种中压直挂式储能系统及其在线冗余控制方法 | |
| CN111398772A (zh) | 用于换流阀过电流关断试验的电路、方法和装置 | |
| CN106972541A (zh) | 一种基于混合型子模块mmc的配电网多端柔性互联开关 | |
| CN112087134A (zh) | 一种储能型直接耦合式直流变压器及控制方法 | |
| CN112054495A (zh) | 一种用于直流系统的能量吸收电路及其控制方法 | |
| CN210744737U (zh) | 一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑 | |
| CN112787317A (zh) | 一种直流耗能装置 | |
| CN115395549A (zh) | 模块化多电平混合储能系统及其实现方法、装置和设备 | |
| CN111313451A (zh) | 一种基于半桥型mmc的中压直流配电网启动方法 | |
| CN112671024B (zh) | 全桥晶闸管耗能子模块及辅助换相控制方法 | |
| CN114764114A (zh) | 空载加压方法、控制系统及电子设备 | |
| CN108832659B (zh) | 一种组合式变流器以及控制方法 | |
| CN110868055A (zh) | 一种用于dc/dc变换器的故障限流器 | |
| Roasto et al. | Soft start algorithm for a droop controlled dc nanogrid | |
| CN117477754B (zh) | 电磁式电能质量统一控制器工作模式切换方法和系统 | |
| CN218526102U (zh) | 一种三相多电平电池储能变流器 | |
| Wei et al. | Research on fault current control method of DC microgrid battery energy storage system | |
| CN211351704U (zh) | 直流耗能装置 | |
| CN217882862U (zh) | 一种三相链式电池储能电压源变流器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210319 |