CN111654053B - 柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备，涉及由任意数量的半桥和全桥功率模块构成的换流阀组，接收启动请求对换流阀组进行预充电进入不控充电阶段，当换流阀组电压值位于第一预设区间时，调整换流阀的功率模块的工作状态进入可控充电阶段；当第一端功率模块的第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据排序调整其工作状态，若其第一总电容电压值达到额定电压时，完成解锁；若第二端功率模块的第二总电容电压值小于第一总电容电压值，则调整其工作状态，当其电压值与第一总电容电压值相等时，确定启动成功。从而有效平衡各个功率模块的电压，更为平滑地解锁启动柔性直流输电系统，提高系统安全和可靠性。

Description

柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备

技术领域

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备。

背景技术

近几年，随着电力电子器件的发展，以及风力、太阳能等可再生能源发电技术的应用，柔性直流输电技术在国内外得到了快速发展和应用。相对传统的高压直流输电技术，柔性直流输电是一种控制更加灵活、谐波更少的新型直流输电方式，是基于可关断器件和脉冲宽度调制技术的电压源型换流器构成的直流输电系统，在新能源并网、孤岛供电以及异步联网等领域已有广泛应用。基于模块化多电平换流器(MMC，Modular MultilevelConverter)的柔性直流输电系统因其在有功功率和无功功率独立控制,新能源接入、异步联网及城市供电等方面的独特优势，柔性直流输电在海上风电并网、电网柔性互联、远距离大容量送电等场合均有广泛应用。

目前在一般工程应用中，柔性直流输电换流阀的启动过程为：柔性直流输电系统处于闭锁状态，采用软启电阻对桥臂子模块进行预充电；充电到一定阶段后，旁路掉软启电阻，解锁柔性直流输电系统，继续对桥臂子模块进行充电，直至升高至额定电压。

但在上述启动过程中，若是对于级联数较少的系统同时采用不同的充电策略，会出现还处于闭锁状态端换流阀的功率模块过压的情况，导致柔性直流输电系统无法平滑解锁启动，使用效率降低。

发明内容

本发明提供了一种柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备，解决了现有技术中由于换流阀的功率模块过压所导致的柔性直流输电系统无法平滑解锁启动，使用效率降低的技术问题。

本发明提供的一种柔性直流系统的解锁启动方法，涉及换流阀组，所述方法包括：

响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

当所述第三总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功。

可选地，所述第一功率模块包括第一全桥功率模块和第一半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第一全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一全桥功率模块的第一全桥电容电压值；

将所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一半桥功率模块的第一半桥电容电压值；

检测全部所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块的第一总中间电容电压值；

若所述第一总中间电容电压值位于第三预设区间时，根据多个所述第一全桥电容电压值和所述第一半桥电容电压值，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第二排序结果；

基于所述第二排序结果，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通；

检测每个第一全桥功率模块和每个第一半桥功率模块分别对应的第一电容电压值。

可选地，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第二全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二全桥功率模块的第二全桥电容电压值；

将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

可选地，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，检测第二全桥功率模块当前时刻的第二全桥电容电压值；

根据多个所述第二全桥电容电压值对多个所述第二全桥功率模块进行排序，生成第三排序结果；

基于所述第三排序结果，对多个所述第二全桥功率模块的IGBT进行轮换导通；

将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

可选地，所述对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作的步骤，包括：

检测全部所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块的第二总中间电容电压值；

若所述第二总中间电容电压值位于第四预设区间时，根据多个所述第二全桥电容电压值和所述第二半桥电容电压值，对多个所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块进行排序，生成第四排序结果；

基于所述第四排序结果，对多个所述第二全桥功率模块或所述第二半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通。

可选地，所述当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值的步骤，包括：

当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，对所述第一电容电压值对应的所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第一排序结果；

根据所述第一排序结果，将多个所述第一全桥功率模块的工作状态调整为全桥充电状态，和/或，将多个所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电模式；

检测多个所述第一全桥功率模块和多个第一半桥功率模块的第一总电容电压值。

可选地，所述若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值的步骤，包括：

根据预设公式计算待调整第二功率模块的数量；

调整与所述待调整第二功率模块的数量对应的第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

可选地，所述若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值的步骤，包括：

若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，检测当前时刻每个所述第二全桥功率模块的待调整电容电压值；

根据多个所述待调整电容电压值对所述第二全桥功率模块进行排序，确定第五排序结果；

基于所述第五排序结果，调整多个所述第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

本发明还提供了一种柔性直流系统的解锁启动装置，包括换流阀组，所述装置还包括：

预充电模块，用于响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

第一调整模块，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

第二调整模块，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

第一解锁模块，用于当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

第一停止模块，用于当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

第二检测模块，用于检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

第二解锁模块，用于若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

第二停止模块，用于当所述第四总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功。

本发明还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述任一项所述的柔性直流系统的解锁启动方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

通过根据换流阀组的功率模块在各阶段性预设区间的工作状态调整后，以达到第一和第二端换流阀的额定电压，在解锁过程中根据电压大小排序进行全桥功率模块的调整，防止第一端换流阀的电压过高而使第二端换流阀，从而解决了现有技术中由于换流阀的功率模块过压所导致的柔性直流输电系统无法平滑解锁启动的技术问题，有效平衡各个功率模块的电压，进而更为快速地解锁启动柔性直流输电系统，提高系统使用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法实施例的步骤流程图；

图2为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法可选实施例的步骤流程图；

图3为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法实施例中的半桥功率模块的结构示意图；

图4为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法实施例中的半桥功率模块的结构示意图；

图5为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法可选实施例的多端连接示意图；

图6为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动方法可选实施例的多端连接示意图；

图7为本申请的一种柔性直流系统的解锁启动装置实施例的结构框图；

具体实施方式

本发明实施例提供了一种柔性直流系统的解锁启动方法、装置和设备，用于解决现有技术中由于换流阀的功率模块过压所导致的柔性直流输电系统无法平滑解锁启动，使用效率降低的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种柔性直流系统的解锁启动方法的步骤流程图。

本发明提供的一种柔性直流系统的解锁启动方法，包括：

步骤101，响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

在本申请实施例中，通过柔性直流系统接收用户发送的启动请求，为所述换流阀组提供交流电压源，对所述换流阀组进行预充电；而为了保证换流阀组中的所有换流阀都可用，在所述预充电的过程中，实时检测换流阀组电压值；其中，换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀。

步骤102，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

步骤103，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

在本申请实施例中，在对换流阀组进行预充电操作之后，实时检测换流阀组电压值，当换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式调整第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态，继续进行充电操作，同时实时检测每个第一功率模块的第一电容电压值，以便后续根据第一电容电压值执行解锁步骤；同时为保证第二端换流阀的正常运行，以第二调整方式调整第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态后，继续进行充电操作；

步骤104，当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

步骤105，当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

在本申请实施例中，当每个第一功率模块的第一电容电压值都位于第二预设区间时，判断是否接收到解锁指令，若是，则对所述第一功率模块对应的第一端换流阀进行解锁操作。

在具体实现中，由于每个第一功率模块的硬件参数影响，第一电容电压值具有多个值，因此可以根据多个第一电容电压值，对第一功率模块进行排序，例如从小到大的顺序进行排序，确定第一电容电压值较小的数个第一功率模块，对其进行工作状态调整，以使其能够充分充电，降低由于充电功率不同带来的充电量影响；在调整第一功率模块的工作状态的同时，还需要对多个第一功率模块进行总电压测量，得到第一端换流阀的第一总电容电压值；当第一总电容电压值达到第一额定电压值时，说明第一端换流阀已经解锁完成，此时需要停止调整多个第一功率模块的工作状态，以防止换流阀过压。

步骤106，检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

步骤107，若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

步骤108，当所述第三总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功。

在本申请实施例中，在对第一端换流阀解锁完成时，也就是检测到第一总电容电压值与第一额定电压值相等时，检测多个第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；判断第一总电容电压值是否大于第二总电容电压值，若是，则说明此时第二端换流阀过压，此时通过调整多个第二功率模块的工作状态进行分压，同时检测多个第二功率模块的第三总电容电压值，直至第三总电容电压值与第一总电容电压值相等，停止调整第二功率模块的工作状态，确定所述柔性直流系统解锁启动成功。

在本申请实施例中，通过柔性直流系统接收启动请求，对换流阀组进行预充电，当换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对第一端换流阀组的多个第一功率模块的工作状态进行调整；同时以第二调整方式对第二端换流阀组的多个第二功率模块的工作状态进行调整，当每个第一功率模块的第一电容电压值均位于第二预设区间时，若再接收到解锁指令，则根据第一电容电压值对第一功率模块进行第一排序，根据第一排序结果调整多个第一功率模块的工作状态，直至第一端换流阀的第一总电容电压值达到第一额定电压值；此时检测第二端换流阀当前时刻的第二总电容电压值，若是第一总电容电压值大于第二总电容电压值，则调整多个第二功率模块的工作状态，直至第二端换流阀的第三总电容电压值与第一总电容电压值相等，此时确定所述柔性直流系统解锁启动成功。从而解决了现有技术中由于换流阀的功率模块过压所导致的柔性直流输电系统无法平滑解锁启动的技术问题，有效平衡各个功率模块的电压，进而更为快速地解锁启动柔性直流输电系统，提高系统使用效率。

参见图2，图2示出了本发明一种柔性直流系统的解锁启动方法可选实施例的步骤流程图，包括：

步骤201，响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

在本申请实施例，步骤201与上述步骤101的过程类似，在此不再赘述。

可选地，所述换流阀组可以包括多组第一端换流阀和第二端换流阀。

步骤202，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

可选地，所述第一功率模块包括第一全桥功率模块和第一半桥功率模块，所述步骤202可以包括以下子步骤A1-A6：

子步骤A1，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第一全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一全桥功率模块的第一全桥电容电压值；

在本申请实施例中，第一功率模块可以包括第一全桥功率模块和第一半桥功率模块，其中第一全桥功率模块和第一半桥功率模块的设置比例可以任意配置，至少有一个第一全桥功率模块，而当换流阀组电压值位于第一预设区间时，通过导通所述第一全桥功率模块中的一个IGBT，从而将将所述第一全桥功率模块的工作状态从原始的关断状态转换为半桥充电状态，实际上等同于半桥功率模块的工作状态，同时检测每个第一全桥功率模块的第一全桥电容电压值，以便根据第一全桥电容电压值进行后续操作。

在具体实现中，第一预设区间的上限可以根据预设公式进行设定，例如：

其中，所述V_cp2-H为第一半桥功率模块能够充电的上限，N_{H_A}为第一半桥功率模块的数目，N_{F_A}为第一全桥功率模块的数目，U_ac为交流电源电压值。

其中，所述V_cp2-F为第一全桥功率模块能够充电的上限。

其中，图3所示的第一全桥功率模块的工作状态调整可以如下表1的方式进行调整：

表1

子步骤A2，将所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一半桥功率模块的第一半桥电容电压值；

在本申请实施例中，通过导通全部所述第一半桥功率模块中的IGBT，启动所述第一半桥功率模块，将第一半桥功率模块的工作状态从原始的关断状态调整为半桥充电状态，同时检测每个第一半桥功率模块的第一半桥电容电压值。

其中，图4所示的第一半桥功率模块的工作状态调整可以如下表2的方式进行调整：

表2

子步骤A3，检测全部所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块的第一总中间电容电压值；

在具体实现中，对第一全桥功率模块和第一半桥功率模块进行工作状态调整之后，也就是将第一端换流阀中的全部功率模块等同为半桥功率模块，以半桥充电的形式进行充电，此时还需要检测全部第一全桥功率模块和第一半桥功率模块的第一总中间电容电压值，从而判断是否达到充电的阶段性阈值，以尽快进行下一步操作。

子步骤A4，若所述第一总中间电容电压值位于第三预设区间时，根据多个所述第一全桥电容电压值和所述第一半桥电容电压值，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第二排序结果；

子步骤A5，基于所述第二排序结果，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通；

子步骤A6，检测每个第一全桥功率模块和每个第一半桥功率模块分别对应的第一电容电压值。

在本申请可选实施例中，当第一总中间电容电压值位于第三预设区间时，也就是所述第一全桥功率模块和第一半桥功率模块的充电电容电压值都达到了阶段性阈值，则可以根据多个第一全桥电容电压值和多个第一半桥电容电压值，对与之分别对应的第一全桥功率模块和第一半桥功率模块进行排序，确定第二排序结果，例如以电容电压值从小到大的形式进行排序，确定第二排序结果后，从中选择电容电压值较小的第一全桥功率模块或第一半桥功率模块中的IGBT进行导通，将电容电压值较大的第一半桥功率模块或第一全桥功率模块的IGBT进行关断，以达到提高整体电容电压值的目的；在调整之后还需要分别检测每个第一全桥功率模块和每个第一半桥功率模块分别对应的第一电容电压值，以保证后续第一端换流阀的解锁过程正常进行。

而在具体实现中，第三预设区间的上限可以通过如下公式设置为：

其中，V_cp2为第三预设区间的上限。

步骤203，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

在本申请的另一示例中，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述步骤203可以包括以下子步骤B11-B13:

子步骤B11，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第二全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二全桥功率模块的第二全桥电容电压值；

子步骤B12，将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

子步骤B11-B12的具体实现过程与子步骤A11-A12类似，在此不再赘述。

子步骤B13，对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

在本申请实施例中，在调整第二全桥功率模块和第二半桥功率模块的工作状态之后，还需要根据第二全桥功率模块和第二半桥功率模块的电容电压值进行进一步的轮换调整操作，以提高第二端换流阀整体功率模块的电容电压值。

可选地，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述步骤203可以包括以下子步骤B21-B25：

子步骤B21，当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，检测第二全桥功率模块当前时刻的第二全桥电容电压值；

子步骤B22，根据多个所述第二全桥电容电压值对多个所述第二全桥功率模块进行排序，生成第三排序结果；

子步骤B23，基于所述第三排序结果，对多个所述第二全桥功率模块的IGBT进行轮换导通；

在具体实现中，当换流阀组位于第一预设区间时，检测第二全桥功率模块当前时刻的第二全桥电容电压值，并根据第二全桥电容电压值对第二全桥功率模块进行排序，例如按照第二全桥电容电压值从大到小的顺序进行排序，从而生成第三排序结果；然后基于第三排序结果，对多个第二全桥功率模块的IGBT进行轮换导通，从而使多个第二全桥功率模块以及剩下的第二半桥功率模块可以充分充电，使其电压差距不会过大，便于后续调整操作。

子步骤B24，将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

子步骤B25，对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

在本申请的另一示例中，在对第二全桥功率模块进行轮换导通的同时，通过导通第二半桥功率模块中的IGBT，从而将第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值，然后对第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作，以进一步提高全部功率模块的电容电压值。

第二全桥功率模块的调整方式可参见上述表1，第二半桥功率模块的调整方式可参加上述表2，在此不再赘述。

进一步地，子步骤B13或子步骤B25可以包括以下子步骤B111-B113：

子步骤B111，检测全部所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块的第二总中间电容电压值；

子步骤B112，若所述第二总中间电容电压值位于第四预设区间时，根据多个所述第二全桥电容电压值和所述第二半桥电容电压值，对多个所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块进行排序，生成第四排序结果；

子步骤B113，基于所述第四排序结果，对多个所述第二全桥功率模块或所述第二半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通。

在本申请另一可选实施例中，还需要检测全部第二全桥功率模块和第二半桥功率模块的第二总中间电容电压值，以判断是否位于阶段性阈值如第四预设区间，若是，则根据多个第二全桥电容电压值和多个第二半桥电容电压值的大小进行排序，生成第四排序结果例如从小到大进行排序，从中选择电容电压值较小的第二全桥功率模块或第二半桥功率模块中的IGBT进行导通，将电容电压值较大的第二半桥功率模块或第二全桥功率模块的IGBT进行关断，以达到提高整体电容电压值的目的；在调整之后还需要分别检测每个第二全桥功率模块和每个第二半桥功率模块分别对应的第二电容电压值，以保证后续第二端换流阀的解锁过程正常进行。

在本申请的可选实施例中，上述步骤104可以替代为以下步骤204-206：

步骤204，当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，对所述第一电容电压值对应的所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第一排序结果；

在本申请实施例中，当第一电容电压值位于第二预设区间时，判断第一端换流阀是否接收到解锁指令，若是，则对第一端换流阀进行解锁操作，按第一电容电压值的大小顺序对第一全桥功率模块和第一半桥功率模块进行排序，生成第一排序结果，以便后续调整工作状态。

步骤205，根据所述第一排序结果，将多个所述第一全桥功率模块的工作状态调整为全桥充电状态，和/或，将多个所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电模式；

步骤206，检测多个所述第一全桥功率模块和多个第一半桥功率模块的第一总电容电压值。

在具体实现中，在对第一全桥功率模块和第一半桥功率模块排序确定当前第一电容电压值较小的数个第一半桥功率模块和第一全桥功率模块后，通过导通两个IGBT，将所选中的第一全桥功率模块的工作状态调整为全桥充电状态进行充电；通过导通第一半桥功率模块的IGBT，调整为半桥充电状态进行充电，同时检测多个所述第一全桥功率模块和多个第一半桥功率模块的第一总电容电压值，以便后续检测第一总电容电压值是否达到额定电压值，若是，则执行第一端换流阀的解锁。

可选地，由于硬件性能影响，在导通部分电容电压较低的第一全桥功率模块和第一半桥功率模块的IGBT的同时，还可以关断部分电容电压较高的第一全桥功率模块和第一半桥功率模块的IGBT，以提高达到额定电压值的效率。

步骤207，当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

在本申请实施例中，当第一总电容电压值达到第一额定电压值时，此时表明第一端换流阀已达到可解锁的状态，停止调整多个第一功率模块的工作状态，执行第一端换流阀的解锁。

步骤208，检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

步骤209，若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

在本申请的另一实施例中，在解锁第一端换流阀之后，还需要对第二端换流阀进行解锁操作，此时可以检测多个第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值，若是第一总电容电压值大于当前时刻的第二总电容电压值，则调整多个第二功率模块的工作状态，同时检测多个第二功率模块的第三总电容电压值。

可选地，所述步骤209可以包括以下子步骤C11-C13：

子步骤C11，根据预设公式计算待调整第二功率模块的数量；

子步骤C12，调整与所述待调整第二功率模块的数量对应的第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

子步骤C13，检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

在本申请的可选实施例中，可以通过预设公式计算待调整第二功率模块的数量，例如：

其中N_{F_B}为第二端换流阀的第二全桥功率模块个数，N_{H_B}为第二端换流阀的第二半桥功率模块个数，V_{c_rate}为每个电容的额定电压值，U_dc1为第一总电容电压值也就是当前直流电压值，可以通过测量获得也可以通过以下公式获得

U_dc1＝(N_{F_A}+N_{H_A})V_c1

其中，V_c1为第一端换流阀的每个电容的电压值。

根据所计算的N_F-B，在第二端换流阀中调整与之相等的第二全桥功率模块为全桥充电状态，同时检测多个第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值，以便后续对第二端换流阀进行解锁操作。

进一步地，所述步骤209可以包括以下子步骤C21-C23：

子步骤C21，若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，检测当前时刻每个所述第二全桥功率模块的待调整电容电压值；

子步骤C22，根据多个所述待调整电容电压值对所述第二全桥功率模块进行排序，确定第五排序结果；

子步骤C23，基于所述第五排序结果，调整多个所述第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

子步骤C24，检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

在本申请实施例中，若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，还可以通过检查当前时刻每个所述第二全桥功率模块的待调整电容电压值，根据多个所述待调整电容电压值对第二全桥功率模块进行排序，如从小到大进行排序，确定第五排序结果；而后根据第五排序结果，从中选择充电量较小的数个第二全桥功率模块，调整为全桥充电状态，以尽快达到第一总电容电压值等于所述第二总电容电压值的状态，进而进行第二端换流阀的解锁。

可选的，若所述第一总电容电压值等于所述第二总电容电压值，则直接确定所述第二端换流阀解锁，所述系统启动成功。

步骤210，当所述第三总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功。

在本申请实施例中，若第三总电容电压值与第一总电容电压值相等时，说明此时第二端换流阀可以解锁，执行第一端换流阀解锁操作后，确定所述柔性直流输电系统启动成功。

参见图5和图6，图5和图6示出了本发明的一种柔性直流系统的解锁启动方法的多端连接示意图。

在本申请实施例中，在多端柔性直流输电系统中，一端T1解锁后，另外两端T2、T3先后解锁，若T1端采用方式一充电，T2、T3端采用方式二充电，则在T1端解锁过程中，T2、T3端都应根据直流电压不断投入全桥功率模块，对直流电压进行支撑，防止其他功率模块过压。对于直流电网，以四端环网F1、F2、F3、F4为例，依次逐渐解锁，若F1、F4端采用方式一充电，F2、F3端采用方式二充电，F1解锁过程中，与F1连接的F2需要根据直流电压不断投入全桥功率模块，与F1连接的F4因采用了方式一充电无需调整，若采用方式二充电，则也需要调整；F3由于与F2、F4相连，在这个过程中与需要根据直流电压不断投入全桥功率模块，防止其他功率模块过压。

在本申请实施例中，通过柔性直流系统接收启动请求，对换流阀组进行预充电，当换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对第一端换流阀组的多个第一功率模块的工作状态进行调整；同时以第二调整方式对第二端换流阀组的多个第二功率模块的工作状态进行调整，当每个第一功率模块的第一电容电压值均位于第二预设区间时，若再接收到解锁指令，则根据第一电容电压值对第一功率模块进行第一排序，根据第一排序结果调整多个第一功率模块的工作状态，直至第一端换流阀的第一总电容电压值达到第一额定电压值；此时检测第二端换流阀当前时刻的第二总电容电压值，若是第一总电容电压值大于第二总电容电压值，则调整多个第二功率模块的工作状态，直至第二端换流阀的第三总电容电压值与第一总电容电压值相等，此时确定所述柔性直流系统解锁启动成功。从而解决了现有技术中由于换流阀的功率模块过压所导致的柔性直流输电系统无法平滑解锁启动的技术问题，有效平衡各个功率模块的电压，进而更为快速地解锁启动柔性直流输电系统，提高系统使用效率。

如7所示，图7示出了本发明的一种柔性直流系统的解锁启动装置的结构框图，包括换流阀组，所述装置还包括：

预充电模块701，用于响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

第一调整模块702，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

第二调整模块703，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

第一解锁模块704，用于当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

第一停止模块705，用于当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

第二检测模块706，用于检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

第二解锁模块707，用于若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

第二停止模块708，用于当所述第四总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功。

可选地，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的柔性直流系统的解锁启动方法。

需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种异构系统业务交易数据有序同步方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各系统/装置实施例中各模块/单元的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种柔性直流系统的解锁启动方法，其特征在于，涉及换流阀组，所述方法包括：

响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

当所述第三总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功；

所述第一功率模块包括第一全桥功率模块和第一半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第一全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一全桥功率模块的第一全桥电容电压值；

将所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一半桥功率模块的第一半桥电容电压值；

检测全部所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块的第一总中间电容电压值；

若所述第一总中间电容电压值位于第三预设区间时，根据多个所述第一全桥电容电压值和所述第一半桥电容电压值，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第二排序结果；

基于所述第二排序结果，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通；

检测每个第一全桥功率模块和每个第一半桥功率模块分别对应的第一电容电压值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第二全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二全桥功率模块的第二全桥电容电压值；

将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二功率模块包括第二全桥功率模块和第二半桥功率模块，所述当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整的步骤，包括：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，检测第二全桥功率模块当前时刻的第二全桥电容电压值；

根据多个所述第二全桥电容电压值对多个所述第二全桥功率模块进行排序，生成第三排序结果；

基于所述第三排序结果，对多个所述第二全桥功率模块的IGBT进行轮换导通；

将所述第二半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第二半桥功率模块的第二半桥电容电压值；

对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述对所述第二全桥功率模块或第二半桥功率模块执行轮换调整操作的步骤，包括：

检测全部所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块的第二总中间电容电压值；

若所述第二总中间电容电压值位于第四预设区间时，根据多个所述第二全桥电容电压值和所述第二半桥电容电压值，对多个所述第二全桥功率模块和所述第二半桥功率模块进行排序，生成第四排序结果；

基于所述第四排序结果，对多个所述第二全桥功率模块或所述第二半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值的步骤，包括：

当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，对所述第一电容电压值对应的所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第一排序结果；

根据所述第一排序结果，将多个所述第一全桥功率模块的工作状态调整为全桥充电状态，和/或，将多个所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电模式；

检测多个所述第一全桥功率模块和多个第一半桥功率模块的第一总电容电压值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值的步骤，包括：

根据预设公式计算待调整第二功率模块的数量；

调整与所述待调整第二功率模块的数量对应的第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值的步骤，包括：

若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，检测当前时刻每个所述第二全桥功率模块的待调整电容电压值；

根据多个所述待调整电容电压值对所述第二全桥功率模块进行排序，确定第五排序结果；

基于所述第五排序结果，调整多个所述第二全桥功率模块的工作状态为全桥充电状态；

检测多个所述第二全桥功率模块和多个第二半桥功率模块的第三总电容电压值。

8.一种柔性直流系统的解锁启动装置，其特征在于，包括换流阀组，所述装置还包括：

预充电模块，用于响应于启动请求，对所述换流阀组进行预充电，并检测换流阀组电压值；所述换流阀组包括第一端换流阀和第二端换流阀；

第一调整模块，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第一调整方式对所述第一端换流阀中的多个第一功率模块的工作状态进行调整，并检测每个第一功率模块的第一电容电压值；

第二调整模块，用于当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，以第二调整方式对所述第二端换流阀中的多个第二功率模块的工作状态进行调整；

第一解锁模块，用于当所述第一电容电压值位于第二预设区间且接收到解锁指令时，根据对多个所述第一电容电压值对应的所述第一功率模块的第一排序结果，调整多个所述第一功率模块的工作状态，并检测多个第一功率模块的第一总电容电压值；

第一停止模块，用于当所述第一总电容电压值达到第一额定电压值时，停止调整多个所述第一功率模块的工作状态；

第二检测模块，用于检测多个所述第二功率模块当前时刻的第二总电容电压值；

第二解锁模块，用于若所述第一总电容电压值大于所述第二总电容电压值，则调整多个所述第二功率模块的工作状态，并检测多个所述第二功率模块的第三总电容电压值；

第二停止模块，用于当所述第三总电容电压值与所述第一总电容电压值相等时，停止调整多个所述第二功率模块的工作状态，确定启动成功；

所述第一功率模块包括第一全桥功率模块和第一半桥功率模块，所述第一调整模块，具体用于：

当所述换流阀组电压值位于第一预设区间时，将所述第一全桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一全桥功率模块的第一全桥电容电压值；

将所述第一半桥功率模块的工作状态调整为半桥充电状态，并检测每个所述第一半桥功率模块的第一半桥电容电压值；

检测全部所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块的第一总中间电容电压值；

若所述第一总中间电容电压值位于第三预设区间时，根据多个所述第一全桥电容电压值和所述第一半桥电容电压值，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块进行排序，生成第二排序结果；

基于所述第二排序结果，对多个所述第一全桥功率模块和所述第一半桥功率模块中的IGBT进行轮换导通；

检测每个第一全桥功率模块和每个第一半桥功率模块分别对应的第一电容电压值。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-7任一项所述的柔性直流系统的解锁启动方法。

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