CN111711218A - 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法 - Google Patents

一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111711218A
CN111711218A CN202010472775.4A CN202010472775A CN111711218A CN 111711218 A CN111711218 A CN 111711218A CN 202010472775 A CN202010472775 A CN 202010472775A CN 111711218 A CN111711218 A CN 111711218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sub
module
bypass
panel
bypass switch
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.)
Pending
Application number
CN202010472775.4A
Other languages
English (en)
Inventor
任成林
胡雨龙
周竞宇
欧阳有鹏
谢晔源
朱铭炼
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
Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Super High Transmission Co of China South Electric Net 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, Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN202010472775.4A priority Critical patent/CN111711218A/zh
Publication of CN111711218A publication Critical patent/CN111711218A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • 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)

Abstract

本发明公开了一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法，包括若干串联的子模块，子模块包含功率半导体器件、直流电容与旁路开关，实现交直流变换；所述子模块还包括电源板与控制板，电源板用于控制板供电及旁路开关供电，每个电源板还至少连接一个邻近子模块的旁路开关,制板用于功率半导体器件及旁路开关的控制；每个控制板还连接至少一个邻近子模块的旁路开关。优点：在每个子模块中的旁路开关供电和控制采用冗余架构设计，能够保证一个故障后还可以保证向旁路开关进行供电和控制的可靠性。

Description

一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法，属于柔性直流输电技术领域。
背景技术
柔性直流输电技术可应用于分布式可再生能源并网、海岛及城市负荷密集区供电。基于全控型电力电子开关器件的电压源型模块化多电平换流器在柔性直流输电领域有着广泛的应用。
模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，MMC）通过若干个换流链子模块单元级联实现高电压输出，不需要开关器件的直接级联，对器件一致触发要求低，此外还具有扩展性好、开关频率低、运行损耗低、输出电压波形质量高等诸多优点。当阀控系统检测到某个子模块故障时，必须通过旁路开关将故障子模块旁路，才能维持系统正常运行。然而一旦子模块的电源板或者控制板出现故障，旁路开关将不能可靠合位或者合位后不能将合位信号正常上送至阀控系统，导致故障进一步扩大，最终导致系统跳闸停机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有冗余旁路能力的换流链，包括若干个串联的子模块；
所述子模块包括功率半导体器件、直流电容、旁路开关、电源板与控制板，
所述功率半导体器件，用于交直流电压转换功能；
所述直流电容，用于子模块的直流电压支撑；
所述旁路开关，用于子模块故障时的旁路；
所述电源板用于给控制板和旁路开关供电；
所述控制板用于控制功率半导体器件及旁路开关工作；
每个子模块的电源板分别连接该子模块中的旁路开关、控制板和至少一个相邻子模块的旁路开关；每个子模块的控制板分别连接该子模块中的电源板、旁路开关和至少一个邻近子模块的旁路开关。
进一步的，所述电源板包括主电源回路和冗余电源回路，主电源回路连接其对应子模块的旁路开关，冗余电源回路连接相邻子模块的旁路开关。
进一步的，所述控制板包括主控制板和冗余控制板，主控制板连接其对应子模块的旁路开关，冗余控制板连接相邻子模块的旁路开关。
进一步的，所述主电源回路和冗余电源回路的输出端串联有防反二极管。
进一步的，所述控制板与旁路开关之间采用光纤连接。
一种具有冗余旁路能力的换流链的控制方法，包括：
当阀控系统检测到某个子模块故障时，则阀控系统判断该子模块的电源板及控制板是否正常；
若该子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该子模块的控制板下发旁路命令；若该子模块的电源板或控制板不正常，则阀控系统判断相邻的子模块的电源板及控制板是否正常，若相邻子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该控制板下发故障子模块的旁路命令；若相邻子模块的电源板及控制板也不正常，则阀控系统请求上一级保护系统处理；
故障子模块的旁路开关收到控制板的旁路命令后，旁路开关合位。
进一步的，所述的阀控系统与所有子模块的控制板通过光纤通信，负责所有子模块的保护与控制功能。
本发明所达到的有益效果：
当某个子模块故障时，如果该子模块的电源板或者控制板出现故障，则阀控系统通过向相邻子模块的控制板下发故障子模块的旁路命令，从而将故障子模块旁路，提高柔性直流输电系统换流链的可靠性。
附图说明
图1是本发明一种具有冗余旁路能力的换流链；
图2是本发明一种具有冗余旁路能力的换流链的控制方法。
具体实施方式
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。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种具有冗余旁路能力的换流链，包括若干个串联的子模块；
所述子模块包括功率半导体器件、直流电容、旁路开关、电源板与控制板，
所述功率半导体器件，用于交直流电压转换功能；
所述直流电容，用于子模块的直流电压支撑；
所述旁路开关，用于子模块故障时的旁路；
所述电源板用于给控制板和旁路开关供电；
所述控制板用于控制功率半导体器件及旁路开关工作；
如图1所示，每个子模块的电源板分别连接该子模块中的旁路开关、控制板和至少一个邻近子模块的旁路开关；每个子模块的控制板分别连接该子模块中的电源板、旁路开关和至少一个邻近子模块的旁路开关。
所述电源板包括主电源回路和冗余电源回路，主电源回路连接其对应子模块的旁路开关，冗余电源回路连接相邻子模块的旁路开关。
所述控制板包括主控制板和冗余控制板，主控制板连接其对应子模块的旁路开关，冗余控制板连接相邻子模块的旁路开关。
所述主电源回路和冗余电源回路的输出端串联有防反二极管。
所述控制板与旁路开关之间采用光纤连接。
如图2所示，本发明还提供了一种具有冗余旁路能力的换流链的控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：当阀控系统检测到子模块故障时，判断子模块电源板及控制板是否正常，；
步骤2：若子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该子模块的控制板下发旁路命令；
步骤3：若该子模块的电源板或控制板不正常，则阀控判断相邻的子模块的电源板及控制板是否正常；
步骤4： 若相邻子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该控制板下发故障子模块的旁路命令；若相邻子模块的电源板及控制板也不正常，则阀控系统请求上一级保护系统处理；
步骤5：子模块旁路开关收到控制板的旁路命令后，旁路开关合位。
所述的阀控系统与所有子模块的控制板通过光纤通信，负责所有子模块的保护与控制功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (7)

1.一种具有冗余旁路能力的换流链，包括若干个串联的子模块；
所述子模块包括功率半导体器件、直流电容、旁路开关、电源板与控制板，
所述功率半导体器件，用于交直流电压转换功能；
所述直流电容，用于子模块的直流电压支撑；
所述旁路开关，用于子模块故障时的旁路；
所述电源板用于给控制板和旁路开关供电；
所述控制板用于控制功率半导体器件及旁路开关工作；
其特征在于，
每个子模块的电源板分别连接该子模块中的旁路开关、控制板和至少一个相邻子模块的旁路开关；每个子模块的控制板分别连接该子模块中的电源板、旁路开关和至少一个邻近子模块的旁路开关。
2.根据权利要求1所述的具有冗余旁路能力的换流链，其特征在于，所述电源板包括主电源回路和冗余电源回路，主电源回路连接其对应子模块的旁路开关，冗余电源回路连接相邻子模块的旁路开关。
3.根据权利要求1所述的具有冗余旁路能力的换流链，其特征在于，所述控制板包括主控制板和冗余控制板，主控制板连接其对应子模块的旁路开关，冗余控制板连接相邻子模块的旁路开关。
4.根据权利要求2所述的具有冗余旁路能力的换流链，其特征在于，所述主电源回路和冗余电源回路的输出端串联有防反二极管。
5.根据权利要求1所述的具有冗余旁路能力的换流链，其特征在于，所述控制板与旁路开关之间采用光纤连接。
6.一种基于权利要求1-5任意一项的所述具有冗余旁路能力的换流链的控制方法，其特征在于，包括：
当阀控系统检测到某个子模块故障时，则阀控系统判断该子模块的电源板及控制板是否正常；
若该子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该子模块的控制板下发旁路命令；若该子模块的电源板或控制板不正常，则阀控系统判断相邻的子模块的电源板及控制板是否正常，若相邻子模块的电源板及控制板正常，则阀控系统向该控制板下发故障子模块的旁路命令；若相邻子模块的电源板及控制板也不正常，则阀控系统请求上一级保护系统处理；
故障子模块的旁路开关收到控制板的旁路命令后，旁路开关合位。
7.一种基于权利要求6所述的具有冗余旁路能力的换流链的控制方法，其特征在于，所述的阀控系统与所有子模块的控制板通过光纤通信，负责所有子模块的保护与控制功能。
CN202010472775.4A 2020-05-29 2020-05-29 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法 Pending CN111711218A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010472775.4A CN111711218A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010472775.4A CN111711218A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111711218A true CN111711218A (zh) 2020-09-25

Family

ID=72538335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010472775.4A Pending CN111711218A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111711218A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114243722A (zh) * 2021-11-29 2022-03-25 深圳市禾望电气股份有限公司 一种二合一svg功率模块及其旁路控制方法
CN115333155A (zh) * 2022-08-29 2022-11-11 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流换流阀子模块冗余链及其控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105576953A (zh) * 2016-01-04 2016-05-11 许继电气股份有限公司 一种mmc柔性直流换流阀及其子模块取电电路
KR101780265B1 (ko) * 2016-12-23 2017-09-21 (주)파워닉스 모듈러 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 바이패스 장치
CN109039044A (zh) * 2018-08-29 2018-12-18 西安交通大学 基于柔性直流输电系统的mmc冗余功率模块控制方法
CN109167507A (zh) * 2018-09-30 2019-01-08 南京南瑞继保电气有限公司 一种多电平换流器子模块冗余供能电路及控制方法
CN111049367A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 荣信汇科电气技术有限责任公司 一种柔性直流输电功率单元可靠旁路装置及旁路方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105576953A (zh) * 2016-01-04 2016-05-11 许继电气股份有限公司 一种mmc柔性直流换流阀及其子模块取电电路
KR101780265B1 (ko) * 2016-12-23 2017-09-21 (주)파워닉스 모듈러 멀티레벨 컨버터의 서브모듈 바이패스 장치
CN109039044A (zh) * 2018-08-29 2018-12-18 西安交通大学 基于柔性直流输电系统的mmc冗余功率模块控制方法
CN109167507A (zh) * 2018-09-30 2019-01-08 南京南瑞继保电气有限公司 一种多电平换流器子模块冗余供能电路及控制方法
CN111049367A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 荣信汇科电气技术有限责任公司 一种柔性直流输电功率单元可靠旁路装置及旁路方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114243722A (zh) * 2021-11-29 2022-03-25 深圳市禾望电气股份有限公司 一种二合一svg功率模块及其旁路控制方法
CN115333155A (zh) * 2022-08-29 2022-11-11 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流换流阀子模块冗余链及其控制方法
CN115333155B (zh) * 2022-08-29 2023-10-20 广东电网有限责任公司广州供电局 一种柔性直流换流阀子模块冗余链及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7218014B2 (en) Wind energy system, as well as a method for operating such a wind energy system
CN107546844B (zh) 一种电力电子变压器级联功率模块冗余容错控制方法
CN101268606B (zh) 故障情况下用于实现带有分布储能器的多相变流器的冗余工作模式的控制方法
EP2987229B1 (en) Mechanical bypass switch device, converter arm and power converter
KR101943884B1 (ko) Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
CN209046537U (zh) 一种数据链冗余配置的柔性直流阀级控制器
US6906435B1 (en) Uninterruptible power system with two current conversion units
CN111711218A (zh) 一种具有冗余旁路能力的换流链及其控制方法
CN104993716A (zh) 一种模块化多电平换流器和一种混合双子模块
CN113555854A (zh) 用于飞跨电容变换器的短路电流抑制电路与具有其的储能系统
KR101943885B1 (ko) Ｍｍｃ 컨버터 및 그의 서브모듈
CN115241850B (zh) 一种组合式高压直流断路器及其控制策略
CN109818518B (zh) 一种模块化串联逆变器
CN210744737U (zh) 一种直流泄能装置的模块化子模块拓扑
CN113410980B (zh) 一种换流阀中功率模块的旁路开关的控制装置
CN101714776A (zh) 采用三取二逻辑的换流站10kv站用电控制系统
CN107834518B (zh) 一种子模块分散布置的识别方法
CN103904658A (zh) 具有桥臂冗余功能的模块化多电平换流器及其控制方法
CN108233689B (zh) 一种功率变换装置及控制方法
US6704213B2 (en) Voltage converter system having a plurality of voltage inverters for increasing a DC voltage
KR100786696B1 (ko) 직렬통신을 이용한 ｈ-브릿지 인버터 시스템
CN112421598A (zh) 一种直流能量动态调节系统以及控制方法
CN215682120U (zh) 柔性直流子模块内部板卡电源系统
JP2020150697A (ja) 電力変換装置
CN115333155B (zh) 一种柔性直流换流阀子模块冗余链及其控制方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200925

RJ01 Rejection of invention patent application after publication