CN114070107A - 混合型换流器的充电控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种混合型换流器的充电控制方法，包括：对所有桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对所有桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整第一旁路数量和第二旁路数量；按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。从而从使得所有子模块平稳达到额定电压。

Description

混合型换流器的充电控制方法及装置
技术领域
本申请涉及高压柔性直流输配电领域，具体涉及一种混合型换流器的充电控制方法、装置、电子设备及计算机可读介质。
背景技术
随着一系列柔性直流应用工程的建设投运，我国柔性直流工程技术向着更高电压等级、更大传输容量、架空线路比例更高的方向发展。为了达到更高直流电压等级，一种可行性很高的解决方案是采用双阀组串联运行，每一极均由两个对称单极换流器串联而成。同时，由于对直流架空线线路故障保护的应用需求，每个换流器将采用全桥子模块与半桥子模块混合联接的方式，以达到快速隔离直流线路故障的目的。
在工程运行的过程中，全桥子模块与半桥子模块的比例因为故障、维修等情况动态变化。对于此类结构的混合型换流器，存在一种重要的工况，即半压运行变换为全压运行。在半压运行工况下，一个极只有一个阀组投入运行，与之串联另外一个阀组被旁路，不在运行状态。当半压运行变换为全压运行时，旁路阀组需要在两端短路的状态下完成充电，即直流端短路充电，最终解锁并串入功率传输回路中。
发明内容
本申请旨在提供一种混合型换流器的充电控制方法，针对全桥和半桥子模块混联的模块化多电平换流器，实现换流器在解锁前所有子模块都均匀、稳定地充电到额定值，完成充电过程。
本申请提供一种混合型换流器的充电控制方法，所述换流器的桥臂均包括一组全桥子模块和一组半桥子模块，所述换流器直流端保持为短路状态，包括：
对所有桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对所有桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整第一旁路数量和第二旁路数量；
按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
根据本申请的一些实施例，对全部桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，包括：第一旁路数量从零开始按照第一速率逐渐连续增加。
根据本申请的一些实施例，第一旁路，包括：
所述全桥子模块中与电容正极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁；或者
与电容负极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁；或者
其中一个可关断开关器件导通，其余可关断开关器件保持闭锁状态。
根据本申请的一些实施例，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路，包括：
第二旁路数量从零开始按照第二速率逐渐连续增加。
根据本申请的一些实施例，第二旁路，包括：
两端直接与输出端子相连的可关断开关器件导通，另一可关断开关器件保持闭锁。
根据本申请的一些实施例，根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量，包括：
根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算子模块平均电压；
根据子模块平均电压与额定充电电压的差值动态调整总旁路数量；
根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算电压系数；
根据电压系数和总旁路数量调整第一旁路数量和第二旁路数量。
根据本申请的一些实施例，根据子模块平均电压与额定充电电压的差值动态调整总旁路数量，包括：
根据所述差值按照第三速率逐步调整所述总旁路数量。
根据本申请的一些实施例，根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算电压系数，包括：
按以下公式计算电压系数，
K＝V1/(V1+V2)，或者
Figure BDA0002613305770000031
其中，K为电压系数，0＜K≤1，V1为全桥子模块平均电压，V2为半桥子模块平均电压，kp为比例系数，取值范围0-100，kT为积分系数，取值范围0-100。
根据本申请的一些实施例，根据电压系数和总旁路数量调整第一旁路数量和第二旁路数量，包括：
按照以下公式计算第一旁路数量和第二旁路数量，
M＝K*Q；
N＝(1-K)*Q；
其中，K为电压系数，Q为总旁路数量，M为第一旁路数量，N为第二旁路数量。
根据本申请的一些实施例，所述充电控制方法，还包括：
所述换流器直流端短路状态下，闭合进线开关进入第一充电阶段；
第一充电阶段稳定后，闭合充电电阻开关进入第二充电阶段。
根据本申请的一些实施例，所述换流器直流端，包括：
输出正直流电压的端子、输出负直流电压的端子、与前述两个端子直接相连的等效端子。
根据本申请的一些实施例，所述第一充电阶段包括：
所有全桥子模块或半桥子模块的可控关断器件均保持闭锁状态，交流电压通过与所述可控关断器件的反并联二极管给子模块中的电容进行自然充电。
根据本申请的一些实施例，所述第一速率、第二速率、第三速率可作为定值整定。
根据本申请的第二方面，还提供一种混合型换流器的充电控制装置，包括：
第一控制模块，用于充电线路上的充电电阻开关闭合后，对全部桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至所述全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
第二控制模块，当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
动态调整模块，用于根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量；
动态执行模块，用于全桥子模块平均电压和半桥子模块分别按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行第一旁路和第二旁路，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
根据本申请的第三方面，还提供一种混合型换流器的充电控制电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的充电控制方法。
根据本申请的第四方面，还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现上述的充电控制方法。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
图1示出根据本申请示例实施例的混合型换流器结构示意图。
图2示出根据本申请示例实施例的全桥子模块结构示意图。
图3示出根据本申请示例实施例的半桥子模块结构示意图。
图4示出根据本申请示例实施例的混合型换流器连接线路示意图。
图5示出根据本申请示例实施例的充电控制方法流程图。
图6示出根据本申请另一示例实施例的充电控制方法流程图。
图7A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块闭锁状态示意图。
图7B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块闭锁状态示意图。
图8A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图一。
图8B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块旁路示意图一。
图9A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图二。
图9B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块旁路示意图二。
图10A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图三。
图10B示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图三。
图11A示出根据本申请示例实施例的半桥子模块闭锁状态示意图。
图11B示出根据本申请另一示例实施例的半桥子模块闭锁状态示意图。
图12A示出根据本申请示例实施例的半桥子模块旁路示意图。
图12B示出根据本申请另一示例实施例的半桥子模块旁路示意图。
图13示出根据本申请示例实施例的充电控制装置组成框图。
图14示出根据本申请示例实施例的充电控制电子设备组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，可能不是按比例的。附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。
本发明人发现现有的混合型换流器充电方案均应用于换流器直流侧开路充电工况，且其充电过程中主要依靠解锁运行来最终实现子模块充电到额定电压值，而解锁之前子模块电容的均压效果及稳态电压控制效果都很有限。由此带来的问题是解锁瞬间电压电流冲击较大，从而导致充电阶段无法使所有子模块电压平稳达到额定电压，未真正满足工程应用需求。
针对现有充电方案存在的问题以及混合型换流器直流侧短路充电工况，本发明提出一种充电控制方法，应用于直流端短路的全桥和半桥混合型换流器，使换流器在解锁之前，所有子模块电容电压都能均匀、稳定地充电到额定电压值，并且在解锁指令到达之前能长时间恒定在额定电压值，同时该方法对不同比例的全桥/半桥子模块个数比具有良好的适应性。
以下将结合附图，对本申请的技术方案进行详细说明。
图1示出根据本申请示例实施例的混合型换流器结构示意图。
如图1所示，根据本申请的示例实施例，混合型换流器1000包括三相六个桥臂，每一相均包括上桥臂(正极)和下桥臂(负极)。以C相为例，其包括上桥臂200和下桥臂100。上桥臂200、下桥臂100均包括一组全桥子模块220和一组半桥子模块110(图中以一个全桥子模块220和一个半桥子模块110进行示意)。每个桥臂中，全桥子模块220和半桥子模块110的数量由所述换流器的参数确定。所有上桥臂200的直流端形成P端子300、下桥臂100的直流端形成N端子400。
图2示出根据本申请示例实施例的全桥子模块结构示意图。
如图2所示，全桥子模块220包括四个相同的可关断器件，即第一可关断器件221、第二可关断器件222、第三可关断器件223、第四可关断器件224，以及第一电容225。
图3示出根据本申请示例实施例的半桥子模块结构示意图。
如图3所示，半桥子模块110包括两个相同的可关断器件，即第五可关断器件111、第六可关断器件112，以及第二电容113。
图4示出根据本申请示例实施例的混合型换流器连接线路示意图。
换流器1000在柔性直流换流站中的连接电路如图4所示。换流器1000的交流侧通过充电电阻2300及其旁路开关2200、进线开关2100与交流电网2400相连。
图5示出根据本申请示例实施例的充电控制方法流程图。
应用于柔性直流换流站的上述换流器，在半压运行变换为全压运行时，需要在直流端短路的状态下完成充电(如图1中的P端子300和N端子400相连)，即直流端短路充电。根据本申请的第一方面，提供一种混合型换流器的充电控制方法，包括：
在步骤S510，充电线路上的充电电阻开关闭合后，对所有桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至所述全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等。
所述换流器直流端短路状态下，闭合连接线路中的进线开关(图4中的2100)，所述换流器进入第一充电阶段。所述换流器直流端包括：输出正直流电压的端子(例如图1中的300)、输出负直流电压的端子(例如图1中的400)或者与前述两个端子直接相连的等效端子。
在第一充电阶段，换流器带充电电阻(图4中的2300)进行不控充电。在第一充电阶段，所有全桥子模块或半桥子模块的可控关断器件均保持闭锁状态，交流电压通过与所述可控关断器件的反并联二极管给子模块中的电容进行自然充电。
柔性直流换流站的控制系统可通过电流、延时情况等判断自然充电状态。例如，充电电流小于设定值Iset，可判断第一充电阶段进入稳定状态。其中，Iset<0.1pu。
当第一充电阶段稳定、全桥子模块取能成功后，闭合充电线路中的充电电阻开关(图4中的2200)进入第二充电阶段。旁路充电电阻，此时全桥子模块电容电压较高而半桥子模块电容电压极低，具体大小与全桥/半桥子模块个数比相关。
充电线路上的充电电阻开关闭合后，充电电阻被旁路，此时全桥子模块电容电压较高而半桥子模块电容电压极低，具体大小与全桥模块、半桥子模块的数量比相关。为了使所有桥臂的半桥子模块平均电压上升至与全桥子模块平均电压均衡，对所有桥臂中的全桥子模块逐个进行旁路，即第一旁路，直至所述全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等。例如，全桥子模块的第一旁路数量从零开始，按照第一速率逐渐连续增加。根据本申请的一些实施例，所述第一速率可作为定值整定。
在此过程中，未旁路的全桥子模块和所有半桥子模块保持闭锁。半桥子模块的电容得到充电，半桥子模块平均电压抬升。当半桥子模块的平均电压与全桥子模块的平均电压相等时，停止第一旁路。此外，当全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值时，无论半桥子模块与全桥子模块平均电压是否均衡，同样停止增加全桥子模块的第一旁路数量。维持全桥子模块的第一旁路数量为当前值。根据本申请的一些实施例，第一设定值是根据全桥子模块和半桥子模块的电压相等时，计算出的理论值。在实际充电过程中，往往无法与理论值吻合。因此，当全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值时，可以停止对更多的全桥子模块进行旁路。
在步骤S520，当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等。
若经过步骤S510，全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压仍不等时，可以对半桥子模块进行旁路，即第二旁路。例如，半桥子模块的第二旁路数量从零开始，按照第二速率逐渐连续增加。根据本申请的一些实施例，所述第二速率可作为定值整定。
在此过程中，未旁路的半桥子保持闭锁。半桥子模块的电容进一步得到充电，半桥子模块平均电压继续抬升。当半桥子模块的平均电压与全桥子模块的平均电压相等时，停止第二旁路。此外，当半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值时，无论半桥子模块与全桥子模块平均电压是否均衡，同样停止增加半桥子模块的第二旁路数量。维持半桥子模块的第一旁路数量为当前值，同时记录当前全桥子模块的第一旁路数量和半桥子模块的第二旁路数量之和，即总旁路数量。
根据本申请的一些实施例，第二设定值是根据全桥子模块和半桥子模块的电压相等时，计算出的理论值。在实际充电过程中，往往无法与理论值吻合。因此，当半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值时，可以停止对更多的半桥子模块进行旁路。
在步骤S530，根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量。
经过上述充电过程，全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压未达到额定充电电压。为了使两类子模块的总平均电压逐步、稳定地升至额定值，本申请的充电控制方法中，通过综合动态调整全桥子模块第一旁路数量和半桥子模块第二旁路数量，来实现电压的稳定上升。
根据本申请的一些实施例，可以根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算子模块平均电压。根据子模块平均电压与额定充电电压的差值动态调整总旁路数量，例如根据所述差值按照第三速率逐步调整总旁路数量，第三速率可以定值整定，也可以为控制策略中的一个环节进行调节。
对总旁路数量调整后，再根据电压系数和总旁路数量分配第一旁路数量和第二旁路数量。例如，按照全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压的比例关系，将总旁路数量分配至第一旁路数量和第二旁路数量。根据本申请的一些实施例，可以根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算电压系数K，
K＝V1/(V1+V2)，或者
Figure BDA0002613305770000091
其中，K为电压系数，0＜K≤1，V1为全桥子模块平均电压，V2为半桥子模块平均电压。kp为比例系数，取值范围0-100，kT为积分系数，取值范围0-100。其中，kp和kT可以在动态调整过程中，根据实际调整的效果进行选择。
再根据电压系数K和总旁路数量Q调整第一旁路数量和第二旁路数量。例如，按照以下公式计算第一旁路数量和第二旁路数量，
M＝K*Q；
N＝(1-K)*Q；
其中，K为电压系数，Q为总旁路数量，M为第一旁路数量，N为第二旁路数量。
在步骤S540，全桥子模块平均电压和半桥子模块分别按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行第一旁路和第二旁路，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
图6示出根据本申请另一示例实施例的充电控制方法流程图。
根据本申请另一示例实施例的充电控制方法，如图6所示，包括：
在步骤S610，闭合连接线路中的进线开关，进入第一充电阶段。
在步骤S620，判断第一充电阶段是否达到稳定状态，或者全桥子模块是否取能成功。若满足判断条件，执行步骤S630。若不满足判断条件，继续执行步骤S620。
在步骤S630，闭合充电电阻开关，将充电电阻旁路。
在步骤S640，逐个旁路全桥子模块，即从零开始逐步增大全桥子模块的第一旁路数量。
在步骤S650，判断全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压是否相等。若满足判断条件，执行步骤S700。若不满足判断条件，执行步骤S660。
在步骤S660，判断所述全桥子模块的第一旁路数量是否达到第一设定值。若满足判断条件，执行步骤S670。若不满足判断条件，执行步骤S640。
在步骤S670，当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，从零开始逐步增大半桥子模块的第二旁路数量。
在步骤S680，判断全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压是否相等。若满足判断条件，执行步骤S700。若不满足判断条件，执行步骤S690。
在步骤S690，判断所述半桥子模块的第二旁路数量是否达到第二设定值。若满足判断条件，执行步骤S700。若不满足判断条件，执行步骤S670。
在步骤S700，根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量。
在步骤S710，按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量分别对全桥子模块和半桥子模块进行旁路。
在步骤S720，判断全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压是否均达到额定充电电压。若满足判断条件，执行结束。若不满足判断条件，执行步骤S700。
图7A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块闭锁状态示意图。
图7B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块闭锁状态示意图。
图8A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图一。
图8B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块旁路示意图一。
图9A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图二。
图9B示出根据本申请另一示例实施例的全桥子模块旁路示意图二。
图10A示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图三。
图10B示出根据本申请示例实施例的全桥子模块旁路示意图三。
在上述充电控制过程中，在第一充电阶段，所有全桥子模块的可关断器件均处于闭锁状态，如图7A和7B所示。根据本申请的一些实施例，全桥子模块的第一旁路可以按照图8A和图8B的方式进行，其中所述全桥子模块中与电容负极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁。例如，可关断开关器件Q2f和可关断开关器件Q4f导通，可关断开关器件Q1f和可关断开关器件Q3f保持闭锁。
根据本申请的一些实施例，全桥子模块的第一旁路还可以按照图9A和图9B的方式进行，其中所述全桥子模块中与电容正极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁。例如，可关断开关器件Q2f和可关断开关器件Q4f保持闭锁，可关断开关器件Q1f和可关断开关器件Q3f导通。
根据本申请的一些实施例，全桥子模块的第一旁路还可以按照图10A和图10B的方式进行，其中一个可关断开关器件导通，其余可关断开关器件保持闭锁状态。例如，可关断开关器件Q3f导通，其余可关断开关器件保持闭锁。
图11A示出根据本申请示例实施例的半桥子模块闭锁状态示意图。
图11B示出根据本申请另一示例实施例的半桥子模块闭锁状态示意图。
图12A示出根据本申请示例实施例的半桥子模块旁路示意图。
图12B示出根据本申请另一示例实施例的半桥子模块旁路示意图。
在上述充电控制过程中，在第一充电阶段，所有半桥子模块的可关断器件均处于闭锁状态，如图11A和11B所示。根据本申请的一些实施例，半桥子模块的第二旁路可以按照图12A和图12B的方式进行，其中两端直接与输出端子相连的可关断开关器件导通，另一可关断开关器件保持闭锁。例如，图12A和图12B中，可关断开关器件Q2f导通，可关断开关器件Q1f保持闭锁。
由于所述换流器的交流端电源在周期性的变化，因此在换流器的各个子模块中产生了两个方向不同的电流方向。图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A中的虚线和尖头表示了该状态下的一种电流方向。该电流方向为从上向下的流动方向，该电流方向是在充电过程中自然产生。图7B、图8B、图9B、图10B、图11B、图12B中的虚线和尖头表示了该状态下的另一电流方向。该电流方向为从下向上的流动方向，该电流方向也是在充电过程中自然产生。
图13示出根据本申请示例实施例的充电控制装置组成框图。
根据本申请的第二方面，提供一种混合型换流器的充电控制装置1100，包括第一控制模块1110、第二控制模块1120、动态调整模块1130和动态执行模块1140。
第一控制模块1110，用于充电线路上的充电电阻开关闭合后，对全部桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至所述全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
第二控制模块1120，当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
动态调整模块1130，用于根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量；
动态执行模块1140，用于全桥子模块平均电压和半桥子模块分别按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行第一旁路和第二旁路，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
图14示出根据本申请示例实施例的充电控制电子设备组成框图。
本申请还提供一种混合型换流器的充电控制电子设备700。图14显示的电子设备700仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图14所示，电子设备700以通用计算设备的形式表现。电子设备700的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元710、至少一个存储单元720、连接不同系统组件(包括存储单元720和处理单元710)的总线730等。
存储单元720存储有程序代码，程序代码可以被处理单元710执行，使得处理单元710执行本说明书描述的根据本申请上述各实施例的方法。
存储单元720可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)7201和/或高速缓存存储单元7202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)7203。
存储单元720还可以包括具有一组(至少一个)程序模块7205的程序/实用工具7204，这样的程序模块7205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线730可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备700也可以与一个或多个外部设备7001(例如触摸屏、键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备700交互的设备通信，和/或与使得该电子设备700能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口750进行。并且，电子设备700还可以通过网络适配器760与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器760可以通过总线730与电子设备700的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备700使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
本申请提供的混合型换流器的充电控制方法，通过对不同充电阶段中全桥子模块和半桥子模块的旁路数量调整，使得所有桥臂子模块电容均匀、稳定地充电到额定值，而不依赖于换流器充电阀侧不同相之间的电压大小检测和比较，需要采集的数据更少、控制过程更加简化。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (16)

1.一种混合型换流器的充电控制方法，所述换流器的桥臂均包括一组全桥子模块和一组半桥子模块，所述换流器直流端保持为短路状态，其特征在于，包括：
对所有桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对所有桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整第一旁路数量和第二旁路数量；
按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
2.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，对全部桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，包括：
第一旁路数量从零开始按照第一速率逐渐连续增加。
3.根据权利要求2所述的充电控制方法，其特征在于，第一旁路，包括：
所述全桥子模块中与电容正极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁；或者
与电容负极直接相连的两个可关断开关器件同时导通，另外两个可关断开关器件保持闭锁；或者
其中一个可关断开关器件导通，其余可关断开关器件保持闭锁状态。
4.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路，包括：
第二旁路数量从零开始按照第二速率逐渐连续增加。
5.根据权利要求4所述的充电控制方法，其特征在于，第二旁路，包括：
两端直接与输出端子相连的可关断开关器件导通，另一可关断开关器件保持闭锁。
6.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量，包括：
根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算子模块平均电压；
根据子模块平均电压与额定充电电压的差值动态调整总旁路数量；
根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算电压系数；
根据电压系数和总旁路数量调整第一旁路数量和第二旁路数量。
7.根据权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，根据子模块平均电压与额定充电电压的差值动态调整总旁路数量，包括：
根据所述差值按照第三速率逐步调整所述总旁路数量。
8.根据权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，根据全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压计算电压系数，包括：
按以下公式计算电压系数：
K＝V1/(V1+V2)，或者
Figure FDA0002613305760000021
其中，K为电压系数，0＜K≤1，V1为全桥子模块平均电压，V2为半桥子模块平均电压，kp为比例系数，取值范围0-100，kT为积分系数，取值范围0-100。
9.根据权利要求8所述的充电控制方法，其特征在于，根据电压系数和总旁路数量调整第一旁路数量和第二旁路数量，包括：
按照以下公式计算第一旁路数量和第二旁路数量，
M＝K*Q；
N＝(1-K)*Q；
其中，K为电压系数，Q为总旁路数量，M为第一旁路数量，N为第二旁路数量。
10.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，还包括：
所述换流器直流端短路状态下，闭合进线开关进入第一充电阶段；
第一充电阶段稳定后，闭合充电电阻开关进入第二充电阶段。
11.根据权利要求10所述的充电控制方法，其特征在于，所述换流器直流端，包括：
输出正直流电压的端子、输出负直流电压的端子、与前述两个端子直接相连的等效端子。
12.根据权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述第一充电阶段包括：
所有全桥子模块或半桥子模块的可控关断器件均保持闭锁状态，交流电压通过与所述可控关断器件的反并联二极管给子模块中的电容进行自然充电。
13.根据权利要求2、4、7中任一项所述的充电控制方法，其特征在于，所述第一速率、第二速率、第三速率可作为定值整定。
14.一种混合型换流器的充电控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于充电线路上的充电电阻开关闭合后，对全部桥臂中的全桥子模块逐个进行第一旁路，直至所述全桥子模块的第一旁路数量达到第一设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
第二控制模块，当第一旁路数量达到第一设定值且全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压不等时，对全部桥臂中的半桥子模块逐个进行第二旁路直至所述半桥子模块的第二旁路数量达到第二设定值或全桥子模块平均电压与半桥子模块平均电压相等；
动态调整模块，用于根据全桥子模块平均电压、半桥子模块平均电压和额定充电电压，动态调整所述第一旁路数量和第二旁路数量；
动态执行模块，用于全桥子模块平均电压和半桥子模块分别按照动态调整后的第一旁路数量和第二旁路数量执行第一旁路和第二旁路，直至全桥子模块平均电压和半桥子模块平均电压均达到额定电压。
15.一种混合型换流器的充电控制电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-13中任一所述的方法。
16.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-13中任一所述的方法。
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