CN114156929B - 耗能装置的控制方法、系统及电子设备 - Google Patents

耗能装置的控制方法、系统及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种耗能装置的控制方法、系统及电子设备，涉及电力电子技术领域。耗能装置可包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻,每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在输入端口和输出端口间的第一功率器件、及连接在输入端口和输出端口之间的充放电单元，充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，第二功率器件用于控制直流电容的放电。一种用于耗能装置的控制方法包括在接收到集中电阻投入指令后，控制第一功率器件分批导通，使集中电阻逐步投入。本申请所公开的耗能装置的控制方法可以实现耗能装置的高性能控制，具有易于实现与扩展、性能优异、可靠性高等优点。

Description

耗能装置的控制方法、系统及电子设备
技术领域
本申请涉及大功率电力电子变流技术领域，具体涉及一种耗能装置的控制方法、系统及电子设备。
背景技术
在新能源经柔性直流输电技术并网的应用领域，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。尤其对于海上风电柔直送出这一典型应用场景，海上风电柔直并网系统在岸上换流站发生交流故障时，风电场输送的功率不能完全经受端换流站送出，因而导致盈余能量对直流线路充电，使直流线路电压不断升高，从而可能损坏电缆及换流器等电气设备。
目前，较为有效的解决措施为在正负直流线路之间配置耗能装置来消耗多余无法送出的能量，继而实现功率平衡维持直流电压稳定，最终达到故障穿越的目的。耗能装置有两种技术路线，一种为耗能电阻分布式路线：将大功率耗能电阻分布于每个子模块中，通过控制子模块内的功率器件实现耗能电阻的投入与退出；另一种为耗能电阻集中式布置路线，此布线方式通过多个串联的子模块串联集中式耗能电阻后跨接在高压正负直流线路之间，通过控制串联子模块的投入与退出实现集中电阻的投入耗能与退出耗能。传统方法采用斩波模式控制集中电阻的投入与退出，会带来较高的电压尖峰；此外，子模块的投入与退出过程会使得模块内部直流电容电压因缓冲电流的原因持续抬升，因此子模块电容放电问题也是一个亟待解决的难点。
因此，需要一种新的耗能装置的控制方法，能够降低集中电阻投入退出过程导致的电压尖峰，有效解决串联子模块电容电压平衡的难题。
发明内容
本申请旨在提供一种耗能装置的控制方法、系统及电子设备，能够实现耗能装置的高性能控制。
根据本申请的一方面，提出一种耗能装置的控制方法，所述耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻，每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在所述输入端口和所述输出端口间的第一功率器件、及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的充放电单元，所述充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，所述第二功率器件用于控制所述直流电容的放电，所述控制方法包括：
在接收到集中电阻投入指令后，控制所述第一功率器件分组导通，使所述集中电阻逐步投入；和/或
在接收到集中电阻退出指令后，控制所述第一功率器件分组关断，使所述集中电阻逐步退出。
根据一些实施例，前述方法还包括：通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得所述相应的直流电容的电压高于下限值。或者，通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，且使得所述相应的直流电容的电压高于下限值且低于上限值。
根据一些实施例，控制所述第一功率器件分组导通，包括：在接收到集中电阻投入指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从高到低排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔逐组导通各子模块的第一功率器件。
根据一些实施例，控制所述第一功率器件分组导通，包括：在接收到集中电阻投入指令后，
S1：获取第一功率器件处于未导通状态的子模块中直流电容的电压；
S2：将所述子模块按所述直流电容的电压从高到低排序；
S3：导通所述电压最高的前一个或多个子模块的第一功率器件；
S4：等待一时间间隔。
根据一些实施例，前述方法还包括：重复S1至S4，直至所有子模块的第一功率器件全部导通。
根据一些实施例，控制所述第一功率器件分组关断，包括：在接收到集中电阻退出指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从低到高排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔，逐组关断各子模块的第一功率器件。
根据一些实施例，所述第二功率器件为全控型功率器件，所述通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，包括：设定所述直流电容电压控制的上限值与下限值；实时获取所述直流电容的电压；当所述直流电容的电压高于所述上限值时，导通所述第二功率器件；当所述直流电容的电压低于所述下限值时，关断所述第二功率器件。
根据一些实施例，所述第二功率器件为半控型功率器件，所述通过每个子模块第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，包括：预测各子模块的直流电容放电所需的时长；在各子模块的第一功率器件关断之前的一时间间隔，导通相应子模块的第二功率器件，所述时间间隔等于相应子模块的直流电容放电所需的所述时长。
根据一些实施例，所述预测各子模块的直流电容放电所需的时长，包括：根据每个子模块的电容电压的采样值、电容电压的控制目标值、电容容值和内部放电电阻阻值，通过公式计算所述直流电容放电所需时长：
其中，Tc,i为直流电容放电所需时长，Usm,i为电容电压的采样值，Usmset为电容电压的控制目标值，C为电容容值，R为内部放电电阻阻值；i＝1,2,……,N，N为子模块数量。
根据一些实施例，所述预测各子模块的直流电容放电所需的时长，包括：根据所述电容电压的采样值Usm,i，通过查表法获得所述直流电容放电所需时长Tc,i，其中，i＝1,2,……,N，N为子模块数量。
根据本申请的一方面，提出一种耗能装置的控制系统，所述耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻；每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在所述输入端口和所述输出端口间的第一功率器件、及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的充放电单元，所述充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，所述第二功率器件用于控制所述直流电容的放电，其特征在于，所述控制系统包括：投入控制模块，用于在接收到集中电阻投入指令后，控制所述第一功率器件分组导通，使所述集中电阻逐步投入；和/或
退出控制模块，用于在接收到集中电阻退出指令后，控制所述第一功率器件分组关断，使所述集中电阻逐步退出。
根据一些实施例，前述系统还包括：第一放电控制模块，用于通过各子模块第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得所述直流电容的电压高于下限值。或者，第二放电控制模块，用于通过第二功率器件单独导通和关断，控制直流电容放电，且使得所述直流电容的电压高于下限值。
根据本申请的一方面，提出一种电子设备，该电子设备包括：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，使得一个或多个处理器实现如上文的方法。
本申请的有益效果：
根据一些实施例，本申请采用基于串联子模块电容电压排序的分组投切策略，有效降低了耗能电阻投入与退出过程中的电压与电流变化，解决了集中电阻耗能装置普遍存在的电压尖峰高的问题。
根据一些实施例，本申请提供了子模块电容电压的一种简单高效的控制策略，能够精确在每个控制周期将子模块电压控制到设定值，解决了耗能装置普遍存在的串联子模块均压问题，进一步提高了耗能装置的可靠性与易控性。
本申请所提出的控制方法具有适用面广的优势，能够满足多种集中式耗能装置的控制需求。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其该用户的附图。
图1示出根据示例性实施例的耗能装置的拓扑图。
图2示出根据另一示例性实施例的耗能装置的拓扑图。
图3示出根据示例性实施例的控制第一功率器件导通方法的流程图。
图4示出根据示例性实施例的控制第二功率器件导通方法的流程图。
图5示出根据示例性实施例的用于耗能装置的控制系统的框图。
图6示出根据示例性实施例的电子设备的框图。
附图标记说明：
1第一功率器件
2第二功率器件
3放电电阻
4二极管
5直流电容
6集中电阻
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，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，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。
耗能电阻集中式布置路线通过多个串联的子模块串联集中式耗能电阻后跨接在高压正负直流线路之间，通过控制串联子模块的投入与退出实现集中电阻的投入耗能与退出耗能。对于采用斩波模式控制集中电阻的投入与退出，会带来较高的电压尖峰。此外，子模块的投入与退出过程会使得模块内部直流电容电压因缓冲电流的原因持续抬升，因此子模块电容放电问题也是一个亟待解决的难点。
为此，本申请提出一种新的解决方案。根据本申请的一些实施例，耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻，每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在输入端口和输出端口间的第一功率器件、及连接在输入端口和输出端口之间的充放电单元，充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，第二功率器件用于控制直流电容的放电。根据本申请的技术构思，在接收到集中电阻投入指令后，控制第一功率器件分组导通，使集中电阻逐步投入；以及/或者，在接收到集中电阻退出指令后，控制第一功率器件分组关断，使集中电阻逐步退出。并且在集中电阻退出过程中通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得相应的直流电容的电压高于下限值；或者通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，且使得相应的直流电容的电压高于下限值。
下面结合附图对本申请作进一步说明。
图1示出根据一示例性实施例的一种耗能装置的拓扑图。
如图1所示，耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻6，每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在输入端口和输出端口间的第一功率器件1及充放电单元，充放电单元至少包括第二功率器件2、直流电容5、内部放电电阻3。子模块的第一功率器件1并联于端口上，第二功率器件2串联放电电阻3及直流电容5构成充放电单元并联于第一功率器件1两端，即第一功率器件1、第二功率器件2及放电电阻3形成了直流电容5的放电回路。
当正负直流线路直流电压超过设定的控制上限值，生成集中电阻6投入指令，并控制第一功率器件1分组导通。
根据示例实施例，控制第一功率器件1分组导通的过程可包括：在接收到集中电阻投入指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从高到低排序的直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔逐组导通各子模块的第一功率器件。
根据一些实施例，当正负直流线路直流电压超过设定的控制上限值，例如530kV时，生成集中电阻6投入指令。根据子模块直流电容5电压，自高至低将全部N个子模块排序，再按顺序将全部子模块划分至第1、2…M组，每组内子模块的数量可以为固定值也可以为变量，其中M≤N；导通第1组子模块的第一功率器件1，之后每间隔T1时长按分组顺序导通下一组子模块的第一功率器件1，直至全部子模块的第一功率器件1导通，此时集中电阻6被完全投入耗能。其中，T1的量级为微秒级，可为固定值或者变量，根据子模块分组数量与阶梯导通持续时间进行计算，阶梯导通持续时间为生成集中电阻6投入指令时刻到集中电阻6完全投入耗能的时间。
例如，耗能装置内可总共设置例如200个子模块，集中电阻完全投入耗能时间需要控制在2毫秒左右。可根据子模块数量划分出例如20个组，每组子模块数可自定为10个或者数量各异，生成集中电阻投入指令后，将子模块按电容电压排序，依次分配到第1、2…20组中，导通第1组子模块的第一功率器件后，间隔100微秒导通第2组子模块的第一功率器件，之后的间隔时间可以保持同前一致100微秒也可用不同时长代替，但导通总时长需保持在2毫秒左右，如此反复，直至全部子模块的第一功率器件均导通。
根据另一示例实施例，在接收到集中电阻投入指令后，控制第一功率器件1分组导通的过程可包括(参见图3)：S1：获取第一功率器件处于未导通状态的子模块中直流电容的电压；S2：将上述子模块按直流电容的电压从高到低排序；S3：导通电压最高的前一个或多个子模块的第一功率器件；S4：等待一时间间隔。重复上述S1至S4步骤，直至所有子模块的第一功率器件全部导通。
由于此过程中未导通第一功率器件1的子模块的直流电容电压5变化率可能不一致，所以还可以，在生成集中电阻6投入指令后，根据直流电容5的电压(例如，通过采样方式获取的电容电压)，自高至低将第一功率器件1处于关断状态的子模块排序，导通前一个或多个子模块的第一功率器件1，之后每间隔T1时长重复前述排序及导通流程，直至全部子模块的第一功率器件1导通。每次导通子模块第一功率器件1的数量可以为固定值也可以为变量。
当正负直流线路直流电压降低至设定的控制下限值，生成集中电阻6退出指令，并控制第一功率器件1分组关断。
根据示例实施例，控制第一功率器件1分组关断的过程可包括：在接收到集中电阻退出指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从低到高排序的直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔，按组序关断各子模块的第一功率器件。
根据一些实施例，集中电阻6被完全投入正负直流线路之间消耗能量后，正负直流线路电压降低，当正负直流线路电压低于设定的控制下限值，例如500kV时，产生集中电阻6退出指令，根据子模块直流电容5电压，自低至高将全部N个子模块排序，再按顺序将全部子模块划分至1、2…H组，每组内子模块的数量可以为固定值也可以为变量，其中H≤N；每间隔T2时长按分组顺序关断一组子模块的第一功率器件1，直至全部子模块的第一功率器件1关断，此时集中电阻6完全退出耗能。其中，T2的量级为微秒级，可为固定值或者变量，根据子模块分组数量与阶梯关断持续时间进行计算，阶梯关断持续时间为生成集中电阻6退出指令时刻到集中电阻6完全退出耗能的时间。
由于全部子模块第一功率器1件并非同步导通，因此第一功率器件1滞后导通的子模块的直流电容5会被持续充电而导致过电压，故需要在耗能过程中对子模块的直流电容5进行放电；同时，每个子模块控制单元的能量来源为对应子模块直流电容5所存储的电量，因此对直流电容5的放电不能使其电压过低。综前述，在接收到集中电阻6退出指令后，需要通过第二功率器件2对直流电容5进行放电控制。
根据示例实施例，当第二功率器件2为半控型功率器件时，通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得相应的直流电容的电压高于下限值，包括：预测各子模块的直流电容放电所需的时长；在各子模块的第一功率器件关断之前的一时间间隔，导通相应子模块的第二功率器件，时间间隔等于相应子模块的直流电容放电所需的时长。
根据一些实施例，当第二功率器件2为半控型功率器件时，子模块在接收到集中电阻6退出指令后，需要导通第二功率器件2对直流电容5进行放电，并且要控制直流电容5的电压不低于控制目标值，为达此目的需要使第二功率器件2在直流电容5放电到电压控制目标值时关断，而第二功率器件2的关断取决于第一功率器件1的关断，因此需要综合第一功率器件1的关断时间与直流电容5的放电时间以计算第二功率器件2的导通时刻，步骤如下：
步骤一：接收到集中电阻6退出指令，计此时为T0时刻，所有子模块从T0时刻开始计时Toff,i，其中i＝1、2…N。
步骤二：从T0开始计时，第k组子模块的第一功率器件关断时刻距离T0的时间长度为Tk，其中k＝1、2、...H。由前述第一功率器件分组关断规则中的时间间隔T2可得：
其中T21为第1个时间间隔，T22为第2个时间间隔，以此类推，直至T2H为最后一个时间间隔。特别的，当所有时间间隔一致，均为T2时：
Tk＝k×T2
步骤三：实时计算每个子模块的直流电容放电所需时长Tc,i，由以下公式计算：
其中Usm,i为电容电压的采样值、Usmset为电容电压控制目标值即电容放电电压下限值，R为放电电阻阻值，C为电容容值；
或者可通过查表法，根据电容电压的采样值Usm,i直接得到直流电容放电所需时长Tc,i。
步骤四：对于所有子模块进行实时判断，当满足条件Tk≤Tc,i+Toff,i时，导通对应子模块的第二功率器件，其中k为第i个子模块在第一功率器件分组关断过程中的分组组序。
为更清楚地理解上述步骤，请参考图4所示出的控制第二功率器件导通方法的流程图。
至此，在分组关断过程中即完成了对子模块直流电容的精准放电控制。
图2示出另一根据一示例性实施例的一种耗能装置的拓扑图。
如图2所示，耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻6，子模块的第一功率器1件并联于端口上，直流电容5串联二极管4后并联于第一功率器件1两端；第二功率器件2串联放电电阻3后并联于直流电容5两端，即第二功率器件2及放电电阻3形成了直流电容5的放电回路。
其正负直流线路中子模块的分组投入与退出控制与前述一致。
此拓扑结构中第二功率器件2为全控型功率器件，可通过导通和关断独立控制直流电容5的放电过程，并可将直流电容5的电压保持在控制范围。
根据示例实施例，通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，包括：设定直流电容电压控制的上限值与下限值；实时获取直流电容的电压；当直流电容的电压高于上限值时，导通第二功率器件；当直流电容的电压低于下限值时，关断第二功率器件。
根据一些实施例，控制放电过程的第二功率器件2为全控型功率器件，步骤如下：
步骤一：设定直流电容5的电压控制上限值与下限值，实时获取子模块直流电容5的电压并进行滤波；
步骤二：当直流电容5的电压高于直流电容电压控制目标上限值时，导通第二功率器件对直流电容5进行放电操作；
步骤三：当直流电容5的电压低于直流电容电压控制下限值时，关断第二功率器件。
此处类型为全控型功率器件的第二功率器件2搭配直流电容5电压控制的方法同样可用于图1所示拓扑结构中。
图5示出根据一示例性实施例的一种耗能装置的控制系统的框图。
图5所示系统可以执行前述根据本申请实施例的一种耗能装置的控制方法。
如图5所示，一种耗能装置的控制系统可包括：投入控制模块510、退出控制模块520、第一放电控制模块530、及第二放电控制模块540。
参见图5并参照前面的描述，投入控制模块510用于在接收到集中电阻投入指令后，控制第一功率器件分组导通，使集中电阻逐步投入。
退出控制模块520用于在接收到集中电阻退出指令后，控制第一功率器件分组关断，使集中电阻逐步退出。
第一放电控制模块530用于通过各子模块第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得直流电容的电压高于下限值。
第二放电控制模块540用于通过第二功率器件单独导通和关断，控制直流电容放电，且使得直流电容的电压高于下限值。
装置执行与前面提供的方法类似的功能，其他功能可参见前面的描述，此处不再赘述。
图6示出根据一示例性实施例的一种电子设备的框图。
下面参照图6来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备600。图6显示的电子设备600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6所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同系统组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。
其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法。例如，处理单元610可以执行前面描述的的方法。
存储单元620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)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。
存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205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630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600也可以与一个或多个外部设备6001(例如键盘、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600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600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650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660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660可以通过总线630与电子设备600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600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。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的上述方法。
软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现前述功能。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施例的方法。
以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。
以上实施例仅用于说明本申请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申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耗能装置的控制方法，所述耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻，每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在所述输入端口和所述输出端口间的第一功率器件、及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的充放电单元，所述充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，所述第二功率器件用于控制所述直流电容的放电，所述第二功率器件为半控型功率器件或全控型功率器件，通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，其特征在于，所述控制方法包括：
在接收到集中电阻投入指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从高到低排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔控制所述第一功率器件分组导通，使所述集中电阻按照所述直流电容的电压从高到低逐步投入；和/或
在接收到集中电阻退出指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从低到高排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔控制所述第一功率器件分组关断，使所述集中电阻按照所述直流电容的电压从低到高逐步退出；
当所述第二功率器件为半控型功率器件的时候，预测各子模块的直流电容放电所需的时长；
在各子模块的第一功率器件关断之前的一时间间隔，导通相应子模块的第二功率器件，所述时间间隔等于相应子模块的直流电容放电所需的所述时长。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得所述相应的直流电容的电压高于下限值；或者
通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，且使得所述相应的直流电容的电压高于下限值且低于上限值。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制所述第一功率器件分组导通，包括：
在接收到集中电阻投入指令后，
S1：获取第一功率器件处于未导通状态的子模块中直流电容的电压；
S2：将所述子模块按所述直流电容的电压从高到低排序；
S3：导通所述电压最高的前一个或多个子模块的第一功率器件；
S4：等待一时间间隔。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，还包括：重复S1至S4，直至所有子模块的第一功率器件全部导通。
5.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当所述第二功率器件为全控型功率器件的时候，所述通过每个子模块的第二功率器件单独导通和关断控制相应的直流电容放电，包括：
设定所述直流电容电压控制的上限值与下限值；
实时获取所述直流电容的电压；
当所述直流电容的电压高于所述上限值时，导通所述第二功率器件；
当所述直流电容的电压低于所述下限值时，关断所述第二功率器件。
6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预测各子模块的直流电容放电所需的时长，包括：
根据每个子模块的电容电压的采样值、电容电压的控制目标值、电容容值和内部放电电阻阻值，通过公式计算所述直流电容放电所需时长：
其中，Tc,i为直流电容放电所需时长，Usm,i为电容电压的采样值，Usmset为电容电压的控制目标值，C为电容容值，R为内部放电电阻阻值；i＝1,2,……,N，N为子模块数量。
7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预测各子模块的直流电容放电所需的时长，包括：
根据电容电压的采样值Usm,i，通过查表法获得所述直流电容放电所需时长Tc,i，
其中，i＝1,2,……,N，N为子模块数量。
8.一种用于耗能装置的控制系统，所述耗能装置包括跨接在正负直流线路上同向串联的多个子模块和集中电阻；每个子模块包括输入端口和输出端口、连接在所述输入端口和所述输出端口间的第一功率器件、及连接在所述输入端口和所述输出端口之间的充放电单元，所述充放电单元至少包括第二功率器件、直流电容和内部放电电阻，所述第二功率器件用于控制所述直流电容的放电，所述第二功率器件为半控型功率器件或全控型功率器件，通过每个子模块的第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，其特征在于，所述控制系统包括：
投入控制模块，用于在接收到集中电阻投入指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从高到低排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔控制所述第一功率器件分组导通，使所述集中电阻按照所述直流电容的电压从高到低逐步投入；和/或
退出控制模块，用于在接收到集中电阻退出指令后，获取各子模块中直流电容的电压；根据从低到高排序的所述直流电容的电压，将子模块分组；按时间间隔控制所述第一功率器件分组关断，使所述集中电阻按照所述直流电容的电压从低到高逐步退出；
第一放电控制模块，用于通过各子模块第一功率器件和第二功率器件同时控制直流电容放电，且使得所述直流电容的电压高于下限值；当所述第二功率器件为半控型功率器件的时候，还用于预测各子模块的直流电容放电所需的时长，在各子模块的第一功率器件关断之前的一时间间隔，导通相应子模块的第二功率器件，所述时间间隔等于相应子模块的直流电容放电所需的所述时长。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，还包括：
当所述第二功率器件为全控型功率器件的时候；
第二放电控制模块，用于在所述第一功率器件导通时，根据所述直流电容的电压值，控制所述第二功率器件单独导通和关断，控制所述直流电容放电，且使得所述直流电容的电压高于下限值。
10.一种电子设备，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1-7中任一所述的方法。
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