CN112366657A - 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置 - Google Patents

基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112366657A
CN112366657A CN202011220949.4A CN202011220949A CN112366657A CN 112366657 A CN112366657 A CN 112366657A CN 202011220949 A CN202011220949 A CN 202011220949A CN 112366657 A CN112366657 A CN 112366657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge
bridge arm
transformation
sequence
sub
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
CN202011220949.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陶以彬
李官军
薛钟兵
殷实
刘恒门
杨波
刘忠
高博
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.)
State Grid Jiangsu Electric Power Co ltd Yangzhou Power Supply Branch
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Jiangsu Electric Power Co ltd Yangzhou Power Supply Branch
State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd
State Grid Jiangsu Electric Power 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 State Grid Jiangsu Electric Power Co ltd Yangzhou Power Supply Branch, State Grid Corp of China SGCC, China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI, Electric Power Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Co Ltd, State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Jiangsu Electric Power Co ltd Yangzhou Power Supply Branch
Priority to CN202011220949.4A priority Critical patent/CN112366657A/zh
Publication of CN112366657A publication Critical patent/CN112366657A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置，包括：当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块，利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。本发明提供的技术方案能够闭锁全桥子模块进而闭锁故障电流，保证电网安全稳定的运行，同时为低压直流侧提供不间断的供电。

Description

基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及变换器控制领域，具体涉及基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置。
背景技术
近年来，随着全球新能源发电的发展，风力发电站、大型光伏电站及生物能发电站的使用越来越广泛，但是这些发电站在交流电网中使用均需配备额外的DC/AC逆变器才能并入电网有效使用，这种方案不仅造成大量损耗，而且由于大量逆变器的并联给传统交流电力系统带来稳定性等潜在威胁；如果在直流电网中使用，将省去DC/AC逆变的环节，降低变换损耗，提高运行效率，但是在负载侧，大量的电子设备、数据中心、变频设备等负载均需直流电源或直流环节，而这些应用的实现也有赖于高压DC-DC变换器的连接。
目前，在直流输电系统中，发生故障时无法通过闭锁换流器来切断故障短路电流，因此整个系统只能在故障发生后通过交流断路器来切断故障电流，给系统的可靠性带来严重影响。为了尽可能的避免直流故障，现有的直流输电工程均是采用故障率低而造价昂贵的海底电缆或者地下电缆作为传输线路，对直流输电中的长距离输电和直流配电的架空线产生了极大的制约。因此，研究可闭锁直流故障电流储能型直流变换器的控制及不间断供电，成为目前急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置，可以闭锁直流故障电流同时为低压直流侧提供不间断的供电。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供了基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法，其改进之处在于，所述方法包括：
当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
优选的，所述利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，包括：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure BDA0002761976700000021
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure BDA0002761976700000022
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
优选的，所述基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断，包括：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
进一步的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
进一步的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
本发明提供了基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制装置，其改进之处在于，所述装置包括：
闭锁模块，用于当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
确定模块，用于利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
控制模块，用于基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
优选的，所述确定模块具体用于：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure BDA0002761976700000041
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure BDA0002761976700000042
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
优选的，所述控制模块具体用于：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
进一步的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
进一步的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置，当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块，利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。本发明提供的技术方案通过故障时闭锁故障电流，保证电网安全稳定的运行，同时控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断，为低压直流侧提供不间断的供电。
附图说明
图1是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法的流程图；
图2是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法的操作流程图；
图3是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法中半桥子模块的结构图；
图4是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法中全桥子模块的结构图；
图5是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法的控制示意图；
图6是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法中阶梯波调制模式下的电压波形；
图7是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法中上桥臂的投切的模块数的获取流程图；
图8是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法中控制各子模块的通断的流程图；
图9是本发明提供的基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
本发明提供了基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法，如图1所示，所述方法包括：
当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
在本发明的实施例中，直流输电系统发生直流故障的判断条件为：直流输电系统的直流母线电压异常。
在本发明的实施例中，基于上述方法对阻断直流变换器故障的MMC桥臂控制可以如图2所示，当直流输电系统的直流母线电压值异常时，直流输电系统发生直流故障，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块，并将直流侧电压和所要调制生成的交流电压信号传输给MMC桥臂级控制，MMC桥臂级控制利用调制波生成机制确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，根据高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波确定高变比隔离型直流变换器进行故障阻断时需要投切的上/下桥臂的半桥子模块数，然后开关脉冲生成机制基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态和需要投切的上/下桥臂的半桥子模块数生成脉冲信号对所述直流变换器进行控制；
其中，所述直流变换器由两个子系统和一个三相工频变压器构成，每个子系统包括三个相单元，每个相单元分上、下桥臂，每个桥臂包括若干个串联的子模块，每相上、下桥臂串联的子模块数量相同；每相从上至下为：上桥臂子模块、上桥臂电抗器、下桥臂电抗器、下桥臂子模块；且每相上、下桥臂连接处外接三相工频变压器绕组，各子系统每相上桥臂最上面子模块的第一输出端子与该子系统直流母线正极相连，下桥臂最下段子模块第二个输出端子与该子系统直流母线负极相连；
所述右侧子系统中的子模块为全桥子模块，左侧子系统的子模块为半桥子模块；
如图3所示，所述半桥子模块包括：两个三极管、电感、电阻、电池和电容；
所述两个三极管上下串联并于所述电容并联；
所述电感、电阻和电池依次串联并与所述下端三极管并联；
如图4所示，所述全桥子模块包括：四个三极管和一个电容；
所述四个三极管两两串联并与所述电容并联。
在本发明的实施例中，基于上述方法对阻断直流变换器故障的MMC桥臂控制可以如图5所示，将直流侧电压和所要调制生成的交流电压信号传输给MMC桥臂级控制，MMC桥臂级控制利用调制波生成机制确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，多电平调制模块根据高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波确定高变比隔离型直流变换器进行故障阻断时需要投切的上/下桥臂的半桥子模块数，然后电容电压排序与投入模块选择机制基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态和需要投切的上/下桥臂的半桥子模块数生成脉冲信号对所述直流变换器进行控制；
其中，所述多电平调制模块中，以上桥臂的多电平调制过程为例，最近电平逼近调制输出的电压波形如图6所示，其原理将阶梯波采用基本的电平叠加出离阶梯波最近的波形，所述波形接近正弦波。
在本发明的实施例中，所述利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，如图7所示，包括：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure BDA0002761976700000071
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure BDA0002761976700000081
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
在本发明的实施例中，所述基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断，包括：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
在本发明的实施例中，如图8所示，获取各半桥子模块的电容电压，按照各半桥子模块的电容电压大小对高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块进行排序，并按照所述上/下桥臂的电流方向确定需要投切的半桥子模块，进而生成开关触发脉冲。
具体的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
具体的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
基于同一发明构思本发明提供了基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制装置，如图9所示，所述装置包括：
闭锁模块，用于当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
确定模块，用于利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
控制模块，用于基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
在本发明的实施例中，所述确定模块具体用于：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure BDA0002761976700000091
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure BDA0002761976700000092
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
在本发明的实施例中，所述控制模块具体用于：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
具体的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
具体的，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，包括：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure FDA0002761976690000011
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure FDA0002761976690000012
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断，包括：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
6.基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
闭锁模块，用于当直流输电系统发生直流故障时，闭锁高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各全桥子模块；
确定模块，用于利用高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的调制波，确定高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量；
控制模块，用于基于高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂的充放电状态及所述高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中半桥子模块的投切数量，控制高变比隔离型直流变换器的上/下桥臂中各半桥子模块的通断。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
按下式确定高变比隔离型直流变换器的上桥臂中半桥子模块的投切数量Ns:
Ns＝Nq
按下式确定高变比隔离型直流变换器的下桥臂中半桥子模块的投切数量Nd:
Nd＝Nx
上式中，Nq为
Figure FDA0002761976690000031
四舍五入后取整的值，uau-ref-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂调制波对应的电压值，Usub-s为高变比隔离型直流变换器的上桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值；Nx为
Figure FDA0002761976690000032
四舍五入后取整的值，uau-ref-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂调制波对应的电压值，Usub-d为高变比隔离型直流变换器的下桥臂中各半桥子模块的电容电压的平均值。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于充电状态，下桥臂处于放电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通；
当高变比隔离型直流变换器的上桥臂处于放电状态，下桥臂处于放充电状态时，根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第一排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第二排序序列；
从所述第一排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第二排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述根据上桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由大到小的顺序选取前Ns个半桥子模块进行开通，并根据下桥臂中处于关断状态的半桥子模块的电容电压由小到大顺序选取前Nd个半桥子模块进行开通，包括：
将上桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由大到小的顺序进行排序，获取第三排序序列，并将下桥臂中处于关断状态的各半桥子模块按照其电容电压由小到大的顺序进行排序，获取第四排序序列；
从所述第三排序序列中选取前Ns个半桥子模块进行开通，并从所述第四排序序列中选取前Nd个半桥子模块进行开通。
CN202011220949.4A 2020-11-05 2020-11-05 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置 Pending CN112366657A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011220949.4A CN112366657A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011220949.4A CN112366657A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112366657A true CN112366657A (zh) 2021-02-12

Family

ID=74512842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011220949.4A Pending CN112366657A (zh) 2020-11-05 2020-11-05 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112366657A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113964856A (zh) * 2021-10-11 2022-01-21 南方电网科学研究院有限责任公司 一种半桥子模块型直流耗能装置的控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113964856A (zh) * 2021-10-11 2022-01-21 南方电网科学研究院有限责任公司 一种半桥子模块型直流耗能装置的控制方法
CN113964856B (zh) * 2021-10-11 2024-03-26 南方电网科学研究院有限责任公司 一种半桥子模块型直流耗能装置的控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102931863B (zh) 一种建立模块化多电平换流器的混合结构模型的方法
CN103095167B (zh) 一种三相模块化多电平换流器能量平衡控制方法
US10554142B2 (en) Modulation of AC/AC MMC
US20160094117A1 (en) Ride-through and recovery method for dc short circuit faults of hybrid mmc-based hvdc system
US9966777B2 (en) Modular multilevel converter for hybrid energy storage
CN107612012B (zh) 一种无变压器的智能软开关及其交流故障穿越方法和系统
CN103633871A (zh) 基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器及其控制方法
CN104917406B (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
CN106950512B (zh) 一种储能变流器并离网特性一体化检测系统及方法
CN105356731A (zh) 模块化多电平换流器高压直流输电系统子模块触发方法
CN108933540B (zh) 一种柔性直流输电系统故障快速恢复控制方法和装置
CN107505524A (zh) 换流阀例行试验电路及试验方法
CN110943634B (zh) 一种能量型路由器及其软充电控制方法和系统
CN104993533A (zh) 模块化多电平变流器桥臂间能量平衡控制方法
CN105634259A (zh) 一种混合模块化多电平换流器的可靠性分析和冗余配置计算方法
CN106953347A (zh) 混合式模块化多电平换流器直流短路故障恢复方法及装置
CN107947214B (zh) 一种多端柔性直流输电系统的启动方法
Pires et al. Fault detection and diagnosis in a PV grid-connected T-type three level inverter
CN106787890A (zh) 一种cdsm‑mmc桥臂电磁暂态建模方法和装置
CN105703650A (zh) 一种采用shepwm的多台t型三电平逆变器并联控制方法
CN203590069U (zh) 基于全桥与半桥模块的混合型多电平换流器
CN108963980B (zh) 一种基于故障隔离库的多模态故障隔离方法
CN112366657A (zh) 基于储能的隔离型直流变换器阻断故障的控制方法及装置
CN105897025A (zh) 一种模块化多电平变流器子模块电压均衡方法
Xu et al. Multilevel-converter-based VSC transmission operating under fault AC conditions

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