CN112421597B - 一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统，所述系统包括N个均压耗能模块同方向串联，所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电。本发明利用了均压耗能模块在旁路开关闭合投入耗能电阻时可以为直流电容充电的特性，通过辅助电源模块再次启动恢复通讯，提高了系统可靠性，整体方案性价比高。

Description

一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统以及控制方法

技术领域

本发明属于大功率电力电子变流技术领域，具体涉及一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统及控制方法。

背景技术

在高压直流输电系统中，具有通讯自愈能力的直流耗能系统应用于高压直流耗能的应用场合，高压直流耗能主要应用于孤岛供电的应用场景，如果发电端为与风电类似的惯性电源，当受电端发生故障时，由于功率无法送出，将在直流侧累积能量，造成直流输电线路的电压升高，对设备的安全运行造成危害。

现有高压直流输电技术或者直流耗能技术均采用了模块化多电平的技术，系统中均包含大量的子模块以及功率半导体器件，为了确保控制和通讯的可靠性，控制系统通常采用多个层级，其中主控制器或阀控制器与子模块通讯时均采用点对点的方式，由于子模块的数量大，因此这种方式复杂度较高，成本很高，通讯延时也会增加，如果采用通讯组网的方式，即首尾相连的通讯方式可以很大程度降低通讯的成本，但无法采用首尾串联的组网通讯方式的一个主要原因是：如果一个子模块的通讯单元或控制单元发生故障，由于此时子模块无法接受主控制单元的控制命令，故障的信息也无法上送，对于整个系统控制来说，该故障的子模块以及控制器处于“未知状态”，即所述子模块变成了“黑模块”，如果采用串联组网方式，将影响其他子模块的通讯，会造成大量子模块旁路，甚至会造成子模块旁路开关合闸失败，造成子模块过压损坏。

因此，在现有技术中由于无法解决上述问题，需要采用成本更高的点对点的通讯方式。但点对点方式引入了更多的通讯端口和通讯链路，故障概率上升。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统以及控制方法，本发明利用了均压耗能模块在旁路开关闭合投入耗能电阻时可以为直流电容充电的特性，黑模块切换到自控制模式，通过辅助电源模块再次启动恢复黑模块的通讯能力，确保了整个通讯链路的可靠性，提高了整个系统的可靠性。

为了达成上述目的，本发明采用的具体的方案如下：

一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统，所述系统包括N个均压耗能模块同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件与耗能电阻；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元，用于与所述子模块通讯单元通讯。

进一步地，所述主电源与辅助电源相互隔离的方式为采用二极管隔离方式或采用磁隔离方式。

进一步地，所述主电源的输出电压高于辅助电源的输出电压。

进一步地，主电源或辅助电源还可以从相邻的均压耗能模块取能。

进一步地，所述主电源同时为子模块控制单元与子模块通讯单元供电，辅助电源在主电源故障情况下为子模块通讯单元供电。

进一步地，所述均压耗能模块的子模块通讯单元串联后与主控制单元的通讯单元连接。

本发明还包括所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法：

当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接受到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式。

(1)当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为I类故障时，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

所述步骤1中自控制模式，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断的具体方法如下：当黑模块的直流电容电压上升超过第一阈值后，主动触发第一功率半导体器件导通；当黑模块的直流电容电压下降低于第二阈值后，主动触发第一功率半导体器件关断。

(2)当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为II类故障时，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述黑模块执行旁路开关合闸命令,该模块等效为旁路开关串联耗能电阻后与直流电容并联，再串入直流耗能系统；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，达到辅助电源启动电压，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤4：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

当系统采用串联通讯组网，此时有黑模块出现，将该黑模块定义为第一黑模块，通讯组网中由于第一黑模块发生故障会造成其他模块变为黑模块，这类黑模块定义为第二黑模块。

(3)当采用串联组网方式，系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生I类故障，受第一黑模块影响，第二黑模块发生I类故障；所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述第一黑模块、第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块、第二黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

(4)当采用串联组网方式，当系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生II类故障。所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：第一黑模块旁路开关闭合，第一黑模块的直流电压下降为0，第二黑模块发生I类故障；

步骤2：第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤3：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤4：第一黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤5：第二黑模块的子模块通讯单元恢复工作；

步骤6：主控制单元根据总的直流母线电压、各个正常模块的直流电压以及恢复通讯的第二黑模块直流电压进行计算，并下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤7：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块以及恢复通讯的第二黑模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

在上述控制过程中，当均压耗能模块的直流电容电压超过阈值时，主动触发第二功率半导体器件导通，直流电容对第二功率半导体器件放电，烧毁第二功率半导体器件。

在上述控制过程中，当均压耗能模块的直流电容电压超过第二功率半导体器件过压击穿限值时，被动击穿，模块被旁路。

本发明的有益效果：

1、本系统的作用为消耗直流侧积累的能量，其中本发明的均压耗能模块当旁路开关闭合时，均压耗能模块等效为耗能电阻串联旁路开关，如图3所示，实际等效为将耗能电阻串入一次电路，现有技术旁路开关一旦闭合，如图2所示，即等效为导线，不具备本发明的特性。本发明利用该特性设计了冗余的辅助电源，当发生主电源故障或子模块控制单元故障时，黑模块无法正常工作，但其他正常模块可以继续工作，在耗能模式下，为黑模块的直流电容充电，辅助电源从直流电容上取能，为子模块通讯单元功能供电，用电量极小，因此辅助电源可实现快速启动，黑模块的通讯单元恢复运行，即恢复了整个通讯系统的正常运行。

2、本发明还提供了当均压耗能模块发生通讯故障情况下的处理方式，在该情况下，子模块通讯单元失去了与主控制单元的通讯连接，进入了自控制模式，模块仍能够控制自身的直流电压，主控制单元控制总的直流电压，个别模块的故障，不会导致直流电压失控。

3、本发明均压耗能模块还配置了可被动击穿的第二功率半导体器件，并联在直流电容两端，作为后备保护，一旦耗能电阻开路故障，则直流电容电压升高，无需依靠控制系统的电源，第二功率半导体器件过压被动击穿，使故障的均压耗能模块可靠旁路。

附图说明

图1为本发明具有通讯自愈能力的直流耗能系统的第一实施例。

图2现有技术子模块旁路等效图。

图3本发明均压耗能模块旁路等效图。

图中标号名称：1、均压耗能模块；2、第一功率半导体器件；3、直流电容；4、耗能电阻；5、旁路开关；6、第二功率半导体器件；7、子模块控制单元；8、子模块通讯单元；9、主电源；10、辅助电源；11、主控制单元；12、主控制单元的通讯单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统，所述系统包括N个均压耗能模块1同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容3与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件2与耗能电阻4；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件6，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关5，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元11，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元7、主电源9、辅助电源10以及子模块通讯单元8；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元12，所述主控制单元的通讯单元可与所述子模块通讯单元通讯。

其中，所述主电源与辅助电源相互隔离的方式为采用二极管隔离方式或采用磁隔离方式。如图1所示，在本实施例中，主电源和辅助电源之间利用二极管的单方向导通特性实现了相互隔离，主电源输出与子模块控制单元连接，主电源输出通过二极管后，与子模块通讯单元连接，辅助电源的输出侧通过二极管与子模块通讯单元连接。

其中，所述主电源的输出电压高于辅助电源的输出电压。

其中，主电源或辅助电源还可以从相邻的均压耗能模块取能。

其中，所述主电源同时为子模块控制单元与子模块通讯单元供电，辅助电源在主电源故障情况下为子模块通讯单元供电。

其中，所述均压耗能模块的子模块通讯单元串联后与主控制单元的通讯单元连接。如图1所示，在本实施例中主控制单元通过光纤与子模块通讯单元依次串联连接。

本发明还包括所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法：

在本发明中，当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接收到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式。

(1)当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为I类故障时，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

所述步骤1中自控制模式，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断的具体方法如下：当黑模块的直流电容电压上升超过第一阈值后，主动触发第一功率半导体器件导通；当黑模块的直流电容电压下降低于第二阈值后，主动触发第一功率半导体器件关断。举例说明，在本实施例中直流电容电压的正常值为3000V，设定第一阈值为3500V，第二阈值为3300V，当直流电容电压上升超过3500V时，导通第一功率半导体器件，由于耗能电阻投入，直流电压下降到3300V以下，关断第二功率半导体器件，反复执行该过程，将直流电压限制在安全范围。

(2)当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为II类故障时，其特征在于，所述控制方法包括入下步骤：

步骤1：所述黑模块执行旁路开关合闸命令，该模块等效为旁路开关串联耗能电阻后与直流电容并联，再串入直流耗能系统；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，达到辅助电源启动电压，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤4：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

当系统采用串联通讯组网，此时有黑模块出现，将该黑模块定义为第一黑模块，通讯组网中由于第一黑模块发生故障会造成其他模块变为黑模块，这类黑模块定义为第二黑模块。

(3)当采用串联组网方式，系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生I类故障，受第一黑模块影响，第二黑模块发生I类故障时；其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述第一黑模块、第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块、第二黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

(4)当采用串联组网方式，当系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生II类故障。其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：第一黑模块旁路开关闭合，第一黑模块的直流电压下降为0，第二黑模块发生I类故障；

步骤2：第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤3：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤4：第一黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤5：第二黑模块的子模块通讯单元恢复工作；

步骤6：主控制单元根据总的直流母线电压、各个正常模块的直流电压以及恢复通讯的第二黑模块直流电压进行计算，并下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤7：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块以及恢复通讯的第二黑模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

在上述控制过程中，当均压耗能模块的直流电容电压超过阈值时，主动触发第二功率半导体器件导通，直流电容对第二功率半导体器件放电，烧毁第二功率半导体器件。

在上述控制过程中，当均压耗能模块的直流电容电压超过第二功率半导体器件过压击穿限值时，被动击穿，模块被旁路。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例进行的各种形式修改或变更均在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，

所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统包括N个均压耗能模块同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件与耗能电阻；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元，用于与所述子模块通讯单元通讯；

当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接收到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式；

当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为I类故障时，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

2.如权利要求1所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于，所述步骤1中自控制模式，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断的具体方法如下：当黑模块的直流电容电压上升超过第一阈值后，主动触发第一功率半导体器件导通；当黑模块的直流电容电压下降低于第二阈值后，主动触发第一功率半导体器件关断。

3.一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统包括N个均压耗能模块同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件与耗能电阻；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元，用于与所述子模块通讯单元通讯；

当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接收到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式；当系统运行于耗能模式，此时有黑模块出现，并判断黑模块为II类故障时，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述黑模块执行旁路开关合闸命令,该模块等效为旁路开关串联耗能电阻后与直流电容并联，再串入直流耗能系统；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，达到辅助电源启动电压，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤4：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

4.一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统包括N个均压耗能模块同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件与耗能电阻；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元，用于与所述子模块通讯单元通讯；

当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接收到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式；

当系统采用串联通讯组网，此时有黑模块出现，将该黑模块定义为第一黑模块，通讯组网中由于第一黑模块发生故障会造成其他模块变为黑模块，这类黑模块定义为第二黑模块；

当系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生I类故障，受第一黑模块影响，第二黑模块发生I类故障；其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：所述第一黑模块、第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤2：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤3：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块、第二黑模块在自控制模式下根据直流电容电压控制第一功率半导体器件关断。

5.一种具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统包括N个均压耗能模块同方向串联，N为大于等于2的整数；其中所述均压耗能模块包括并联连接的直流电容与耗能支路，所述耗能支路包括串联连接的第一功率半导体器件与耗能电阻；所述均压耗能模块还包括第二功率半导体器件，所述第二功率半导体器件与直流电容并联，所述第二功率半导体器件主动导通或被动击穿，将均压耗能模块旁路；所述均压耗能模块还包括旁路开关，所述旁路开关与第一功率半导体器件并联；所述系统还包括主控制单元，每个均压耗能模块还包括子模块控制单元、主电源、辅助电源以及子模块通讯单元；所述主电源与辅助电源从直流电容取能，相互隔离，为子模块控制单元或子模块通讯单元供电；所述主控制单元包括至少一个通讯单元，用于与所述子模块通讯单元通讯；

当任意均压耗能模块的子模块控制单元无法接收到主控制单元的命令时，被定义为黑模块，其他模块为正常模块，主控制单元记录黑模块的对应位置编号；如果判断故障为子模块通讯单元故障，或是关联的通讯通道发生故障，记为I类故障；如果判断故障为主电源故障，或者是子模块控制单元故障，记为II类故障；当所述直流耗能系统在运行时，由主控制单元向子模块控制单元下发指令，子模块控制单元控制均压耗能模块的第一功率半导体器件开通、关断，控制耗能电阻的投退，该模式定义为耗能模式；

当系统采用串联通讯组网，此时有黑模块出现，将该黑模块定义为第一黑模块，通讯组网中由于第一黑模块发生故障会造成其他模块变为黑模块，这类黑模块定义为第二黑模块；

当系统运行于耗能模式，当第一黑模块发生II类故障，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：第一黑模块旁路开关闭合，第一黑模块的直流电压下降为0，第二黑模块发生I类故障；

步骤2：第二黑模块切换到自控制模式，即不接受外部指令，采集本模块的直流电容电压控制第一功率半导体器件导通和关断；

步骤3：主控制单元根据总的直流母线电压以及各个正常模块的直流电压进行计算，向正常模块下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤4：第一黑模块的直流电容被充电，直流电压上升，辅助电源开始工作，子模块通讯单元恢复工作；

步骤5：第二黑模块的子模块通讯单元恢复工作；

步骤6：主控制单元根据总的直流母线电压、各个正常模块的直流电压以及恢复通讯的第二黑模块直流电压进行计算，并下发控制指令，调控总的直流母线电压在一定范围内；

步骤7：当系统结束耗能模式，系统退出运行时，主控制单元对正常模块以及恢复通讯的第二黑模块下发第一功率半导体器件关断命令，第一黑模块的直流电容存储的电能被耗能电阻逐渐放光。

6.如权利要求1至5任意一项所述的具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于：所述主电源与辅助电源相互隔离的方式为采用二极管隔离方式或采用磁隔离方式。

7.如权利要求1至5任意一项所述的具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于：所述主电源的输出电压高于辅助电源的输出电压。

8.如权利要求1至5任意一项所述的具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于：主电源或辅助电源从相邻的均压耗能模块取能。

9.如权利要求1至5任意一项所述的具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于：所述主电源同时为子模块控制单元与子模块通讯单元供电，辅助电源在主电源故障情况下为子模块通讯单元供电。

10.如权利要求1至5任意一项所述的具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于：所述均压耗能模块的子模块通讯单元串联后与主控制单元的通讯单元连接。

11.如权利要求1至5任意一项所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于，当均压耗能模块的直流电容电压超过阈值时，主动触发第二功率半导体器件导通，直流电容对第二功率半导体器件放电，烧毁第二功率半导体器件。

12.一种如权利要求1至5任意一项所述具有通讯自愈能力的直流耗能系统的控制方法，其特征在于，当均压耗能模块的直流电容电压超过第二功率半导体器件过压击穿限值时，被动击穿，模块被旁路。

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