CN116231658A - 一种新型混合式直流卸荷装置及卸荷方法 - Google Patents

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王加远
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奚嘉雯
张钧阳
陈高楼
巴蕾
章卓雨
彭程
钱瑜波
赵瑞斌
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Abstract

本公开提出一种新型混合式直流卸荷装置及卸荷方法，卸荷装置包括卸荷电路和卸荷电阻，网侧换流器的直流正端经卸荷电路和卸荷电阻与直流负端连接，卸荷电路由多个相同的卸荷子模块构成，卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极互连的第一公共点为卸荷子模块的正极端，第一晶体管的发射极、第一二极管的阳极与耗能单元的一端连接，耗能单元的另一端与第四二极管的阴极相互连接后的第二公共点为卸荷子模块的负极端。根据本公开的卸荷装置更好地解决受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。

Description

一种新型混合式直流卸荷装置及卸荷方法
技术领域
本公开涉及海上风电场柔性直流输电领域，尤其涉及一种新型混合式直流卸荷装置及卸荷方法。
背景技术
随着新能源发电的快速发展，风电发电在电力系统中逐渐占据较大比重。风电发电包括陆上风力发电和海上风力发电。其中对于海上风力发电而言，柔性直流输电技术是目前深远海大规模风电送出的主流方式。当海上风电柔性直流输电系统与陆上接入电网并网点发生交流故障后，由于直流的隔离作用，海上换流站仍然保持稳定的交流电压控制，海上风电场馈入直流系统的有功功率保持不变，但是由于受端换流站交流系统故障送不出风电场馈入的功率，这就使得直流系统送受端功率不平衡，使得盈余的功率对换流器子模块电容充电导致直流电压抬升会危害设备运行。通常解决办法是在受端换流站直流侧并联一个卸荷装置，当直流电压或是盈余功率到达一定条件时，投入使用卸荷装置吸收直流系统盈余功率确保直流电压安全运行在其设备承受范围内。尽管现有的卸荷装置存在分布式、集中式等不同拓扑结构，然而现有的卸荷装置解决受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题的能力有待提高。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本公开的第一个目的在于提出一种新型混合式直流卸荷装置，主要目的在于更好地解决受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。
本公开的第二个目的在于提出一种新型混合式直流卸荷方法。
本公开的第三个目的在于提出一种新型混合式直流卸荷设备。
为达上述目的，本公开第一方面实施例提出了一种新型混合式直流卸荷装置，包括卸荷电路和卸荷电阻，网侧换流器的直流正端经所述卸荷电路和所述卸荷电阻与网侧换流器的直流负端连接，所述卸荷电路由多个相同且依次串联的卸荷子模块构成，所述卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；所述第一晶体管的集电极、所述第一二极管的阴极、所述第三二极管的阴极和所述储能电容的一端相互连接，所述第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极相互连接后形成的第一公共点为卸荷子模块的正极端，所述第二晶体管的发射极、所述第二二极管的阳极、所述第四二极管的阳极和所述储能电容的另一端相互连接，所述第一晶体管的发射极、所述第一二极管的阳极与所述耗能单元的一端连接，所述耗能单元的另一端与所述第四二极管的阴极相互连接后形成的第二公共点为卸荷子模块的负极端。
本公开实施例的新型混合式直流卸荷装置，包括卸荷电路和卸荷电阻，网侧换流器的直流正端经卸荷电路和卸荷电阻与网侧换流器的直流负端连接，卸荷电路由多个相同且依次串联的卸荷子模块构成，卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；第一晶体管的集电极、第一二极管的阴极、第三二极管的阴极和储能电容的一端相互连接，第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极相互连接后形成的第一公共点为卸荷子模块的正极端，第二晶体管的发射极、第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和储能电容的另一端相互连接，第一晶体管的发射极、第一二极管的阳极与耗能单元的一端连接，耗能单元的另一端与第四二极管的阴极相互连接后形成的第二公共点为卸荷子模块的负极端。在这种情况下，在受端换流站并网点交流故障下功率盈余时，综合利用卸荷电阻和耗能单元进行卸荷，更好地抑制直流电压升高，从而更好地解决了受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。
在本公开第一方面实施例的一种新型混合式直流卸荷装置中，所述耗能单元包括第五二极管和耗能电阻，所述第五二极管与所述耗能电阻并联，所述第五二极管的阳极连接所述第二公共点，所述第五二极管的阴极连接所述第一晶体管的发射极。
为达上述目的，本公开第二方面实施例提出了一种基于本公开第一方面实施例的新型混合式直流卸荷装置的卸荷方法，包括：
获取网侧换流器直流侧的直流电压、柔性直流输电系统的机侧功率和网侧功率；
若所述直流电压满足要求，则生成卸荷装置使能信号；
若检测到所述卸荷装置使能信号，则在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通；
基于所述直流电压、所述机侧功率、所述网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，所述目标数量为第一晶体管导通且第二晶体管闭合的卸荷子模块的数量；
基于所述目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合。
本公开实施例的新型混合式直流卸荷方法，获取网侧换流器直流侧的直流电压、柔性直流输电系统的机侧功率和网侧功率；若直流电压满足要求，则生成卸荷装置使能信号；若检测到卸荷装置使能信号，则在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通；基于直流电压、机侧功率、网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，目标数量为第一晶体管导通且第二晶体管闭合的卸荷子模块的数量；基于目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合。在这种情况下，在受端换流站并网点交流故障下功率盈余时，确定目标数量，基于目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合，此时综合卸荷电阻和耗能单元进行卸荷，更好地抑制直流电压升高，从而更好地解决了受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述直流电压满足要求指的是所述直流电压大于设定电压阈值。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：基于所有卸荷子模块的电容电压按升序方式对所有卸荷子模块进行排列；对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：
对排序后的所有卸荷子模块，按照设定斜率在设定时间内从电容电压最小的卸荷子模块开始依次控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述基于所述直流电压、所述机侧功率、所述网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：基于所述机侧功率和所述网侧功率获得功率盈余值；基于所述直流电压和所述功率盈余值获得总阻值；基于所述总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述基于所述直流电压和所述功率盈余值获得总阻值，包括：计算所述直流电压的平方值与所述功率盈余值的商，将所述商作为所述总阻值。
在本公开第二方面实施例的一种新型混合式直流卸荷方法中，所述基于所述总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：计算所述总阻值与卸荷电阻的差值，基于所述差值与所述耗能单元获得目标数量。
为达上述目的，本公开第三方面实施例提出了一种新型混合式直流卸荷设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开第二方面实施例的新型混合式直流卸荷方法。
本公开附加的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，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷装置的框图；
图2为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷装置的结构示意图；
图3为本公开实施例所提供的卸荷子模块的结构示意图；
图4为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷方法的流程示意图；
图5是用来实现本公开实施例的新型混合式直流卸荷方法的新型混合式直流卸荷设备的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。还应当理解，本公开中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
下面结合具体的实施例对本公开进行详细说明。
本公开实施例提供了新型混合式直流卸荷装置及卸荷方法，主要目的在于更好地解决受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。
图1为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷装置的框图，图2为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷装置的结构示意图。
如图1所示，本公开实施例提供的新型混合式直流卸荷装置10包括卸荷电路11和卸荷电阻12。新型混合式直流卸荷装置10连接在网侧换流器的直流端。具体地，新型混合式直流卸荷装置10的一侧连接网侧换流器的直流正端，新型混合式直流卸荷装置10的另一侧连接网侧换流器的直流负端。也即网侧换流器的直流正端经卸荷电路11和卸荷电阻12与网侧换流器的直流负端连接。
在本实施例中，卸荷电路11由多个相同且依次串联的卸荷子模块构成。卸荷子模块的数量可以用符号n表示。如图2所示，第一卸荷子模块SM1、第二卸荷子模块SM2、……、第n卸荷子模块SMn依次串联。卸荷电阻12可以用图2中的卸荷电阻R表示，卸荷电阻R的一侧与第n卸荷子模块SMn连接，卸荷电阻R的另一侧连接网侧换流器的直流负端，第一卸荷子模块SM1的一侧连接网侧换流器的直流正端，第一卸荷子模块SM1的另一侧连接第二卸荷子模块SM2。
在本实施例中，卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；第一晶体管的集电极、第一二极管的阴极、第三二极管的阴极和储能电容的一端相互连接，第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极相互连接后形成的第一公共点为卸荷子模块的正极端，第二晶体管的发射极、第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和储能电容的另一端相互连接，第一晶体管的发射极、第一二极管的阳极与耗能单元的一端连接，耗能单元的另一端与第四二极管的阴极相互连接后形成的第二公共点为卸荷子模块的负极端。
在本实施例中，耗能单元包括第五二极管和耗能电阻，第五二极管与耗能电阻并联，第五二极管的阳极连接第二公共点，第五二极管的阴极连接第一晶体管的发射极。
在本实施例中，第一晶体管、第二晶体管可以分别采用IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。
图3为本公开实施例所提供的卸荷子模块的结构示意图。如图3所示，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、储能电容C、第五二极管D5和耗能电阻Rsm。其中第一晶体管T1的集电极、第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极和储能电容C的一端相互连接，第三二极管D3的阳极、第二晶体管T2的集电极和第二二极管D2的阴极相互连接后形成的第一公共点V+为卸荷子模块的正极端，第二晶体管T2的发射极、第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极和储能电容C的另一端相互连接，第一晶体管T1的发射极、第一二极管D1的阳极与第五二极管D5的阴极连接，第五二极管D5与耗能电阻Rsm并联，第五二极管D5的阳极与第四二极管D4的阴极相互连接后形成的第二公共点V-为卸荷子模块的负极端。
在本实施例中，对于每个卸荷子模块，当第一晶体管T1和第二晶体管T2关断时候，该卸荷子模块的电压为储能电容C的电容电压，当第一晶体管T1和第二晶体管T2都闭合时，该卸荷子模块的电压为储能电容C的电容电压与加载在耗能电阻Rsm两端的电压之和的负电压。当第一晶体管T1闭合，第二晶体管T2断开时，该卸荷子模块的电压为加载在耗能电阻Rsm两端的电压，当第二晶体管T2闭合，第一晶体管T1断开时，该卸荷子模块的电压为0。
本公开的实施例提出的新型混合式直流卸荷装置，包括卸荷电路和卸荷电阻，网侧换流器的直流正端经卸荷电路和卸荷电阻与网侧换流器的直流负端连接，卸荷电路由多个相同且依次串联的卸荷子模块构成，卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；第一晶体管的集电极、第一二极管的阴极、第三二极管的阴极和储能电容的一端相互连接，第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极相互连接后形成的第一公共点为卸荷子模块的正极端，第二晶体管的发射极、第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和储能电容的另一端相互连接，第一晶体管的发射极、第一二极管的阳极与耗能单元的一端连接，耗能单元的另一端与第四二极管的阴极相互连接后形成的第二公共点为卸荷子模块的负极端。在这种情况下，在受端换流站并网点交流故障下功率盈余时，综合利用卸荷电阻和耗能单元进行卸荷，更好地抑制直流电压升高，从而更好地解决了受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。本公开的新型混合式直流卸荷装置结合了分布式和集中式的优点。利用本公开的新型混合式直流卸荷装置能够动态调节卸荷装置投入的电阻值，使得在故障期间卸荷装置的投切更为平滑。
基于上述的实施例提出的新型混合式直流卸荷装置，本公开还提出一种新型混合式直流卸荷方法。
图4为本公开实施例所提供的一种新型混合式直流卸荷方法的流程示意图。如图4所示，该新型混合式直流卸荷方法，包括以下步骤：
步骤S11，获取网侧换流器直流侧的直流电压、柔性直流输电系统的机侧功率和网侧功率。
在本实施例中，步骤S11中的网侧换流器直流侧的直流电压可以用符号Udc表示。柔性直流输电系统的机侧功率可以用符号Psend表示，柔性直流输电系统的网侧功率可以用符号Preceive表示。
步骤S12，若直流电压满足要求，则生成卸荷装置使能信号。
在步骤S12中，判断直流电压Udc是否满足要求，若满足，则新型混合式直流卸荷装置使能，此时新型混合式直流卸荷装置使能信号触发(即生成卸荷装置使能信号)。
在步骤S12中，直流电压满足要求指的是直流电压大于设定电压阈值。设定电压阈值可以用符号Udc1表示，设定电压阈值Udc1例如为1.06pu。直流电压Udc大于设定电压阈值Udc1说明直流电压满足要求。
步骤S13，若检测到卸荷装置使能信号，则在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
在步骤S13中，在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：基于所有卸荷子模块的电容电压按升序方式对所有卸荷子模块进行排列；对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
在步骤S13中，对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：对排序后的所有卸荷子模块，按照设定斜率在设定时间内从电容电压最小的卸荷子模块开始依次控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。其中，设定斜率基于卸荷子模块的数量和设定时间获得。
步骤S14，基于直流电压、机侧功率、网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，目标数量为第一晶体管导通且第二晶体管闭合的卸荷子模块的数量。
在步骤S14中，基于直流电压、机侧功率、网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：基于机侧功率和网侧功率获得功率盈余值；基于直流电压和功率盈余值获得总阻值；基于总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量。
在步骤S14中，基于直流电压和功率盈余值获得总阻值，包括：计算直流电压的平方值与功率盈余值的商，将商作为总阻值。
在步骤S14中，基于总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：计算总阻值与卸荷电阻的差值，基于差值与耗能单元获得目标数量。
在步骤S14中，功率盈余值ΔP满足ΔP＝Psend-Preceive，总阻值Rtotal满足：Rtotal＝Udc 2/ΔP，目标数量k满足：
k＝round[(Rtotal-R)/Rsm]
其中，Rsm为耗能电阻，R为卸荷电阻。Round[·]表示取整。
步骤S15，基于目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合。
在步骤S15中，基于目标数量k控制所有卸荷子模块中的k个卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合，从而实现了实际投入的用于卸荷的电阻值的调整。
本公开的实施例提出的新型混合式直流卸荷方法，获取网侧换流器直流侧的直流电压、柔性直流输电系统的机侧功率和网侧功率；若直流电压满足要求，则生成卸荷装置使能信号；若检测到卸荷装置使能信号，则在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通；基于直流电压、机侧功率、网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，目标数量为第一晶体管导通且第二晶体管闭合的卸荷子模块的数量；基于目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合。在这种情况下，在受端换流站并网点交流故障下功率盈余时，确定目标数量，基于目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合，此时综合卸荷电阻和耗能单元进行卸荷，更好地抑制直流电压升高，从而更好地解决了受端换流站并网点交流故障下功率盈余引起的直流电压升高问题。由于本公开的新型混合式直流卸荷方法所利用的新型混合式直流卸荷装置结合了分布式和集中式的优点，故利用本公开的新型混合式直流卸荷方法能够动态调节卸荷装置投入的电阻值，使得在故障期间卸荷装置的投切更为平滑。
需要说明的是，前述对新型混合式直流卸荷装置实施例的解释说明也适用于该实施例的新型混合式直流卸荷方法，此处不再赘述。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种新型混合式直流卸荷设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图5是用来实现本公开实施例的新型混合式直流卸荷方法的新型混合式直流卸荷设备的框图。新型混合式直流卸荷设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。新型混合式直流卸荷设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴电子设备和其它类似的计算装置。本公开所示的部件、部件的连接和关系、以及部件的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本公开中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图5所示，新型混合式直流卸荷设备20包括计算单元21，其可以根据存储在只读存储器(ROM)22中的计算机程序或者从存储单元28加载到随机访问存储器(RAM)23中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 23中，还可存储新型混合式直流卸荷设备20操作所需的各种程序和数据。计算单元21、ROM 22以及RAM 23通过总线24彼此相连。输入/输出(I/O)接口25也连接至总线24。
新型混合式直流卸荷设备20中的多个部件连接至I/O接口25，包括：输入单元26，例如键盘、鼠标等；输出单元27，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元28，例如磁盘、光盘等，存储单元28与计算单元21通信连接；以及通信单元29，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元29允许新型混合式直流卸荷设备20通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他新型混合式直流卸荷设备交换信息/数据。
计算单元21可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元21的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元21执行上述所描述的各个方法和处理，例如执行新型混合式直流卸荷方法。例如，在一些实施例中，新型混合式直流卸荷方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元28。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 22和/或通信单元29而被载入和/或安装到新型混合式直流卸荷设备20上。当计算机程序加载到RAM 23并由计算单元21执行时，可以执行上述描述的新型混合式直流卸荷方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元21可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行新型混合式直流卸荷方法。
本公开中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑电子设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或电子设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存电子设备、磁储存电子设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本公开在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型混合式直流卸荷装置，其特征在于，包括卸荷电路和卸荷电阻，网侧换流器的直流正端经所述卸荷电路和所述卸荷电阻与网侧换流器的直流负端连接，所述卸荷电路由多个相同且依次串联的卸荷子模块构成，所述卸荷子模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、储能电容和耗能单元；所述第一晶体管的集电极、所述第一二极管的阴极、所述第三二极管的阴极和所述储能电容的一端相互连接，所述第三二极管的阳极、第二晶体管的集电极和第二二极管的阴极相互连接后形成的第一公共点为卸荷子模块的正极端，所述第二晶体管的发射极、所述第二二极管的阳极、所述第四二极管的阳极和所述储能电容的另一端相互连接，所述第一晶体管的发射极、所述第一二极管的阳极与所述耗能单元的一端连接，所述耗能单元的另一端与所述第四二极管的阴极相互连接后形成的第二公共点为卸荷子模块的负极端。
2.根据权利要求1所述的新型混合式直流卸荷装置，其特征在于，所述耗能单元包括第五二极管和耗能电阻，所述第五二极管与所述耗能电阻并联，所述第五二极管的阳极连接所述第二公共点，所述第五二极管的阴极连接所述第一晶体管的发射极。
3.一种基于权利要求1-2中任一项所述的新型混合式直流卸荷装置的卸荷方法，其特征在于，包括：
获取网侧换流器直流侧的直流电压、柔性直流输电系统的机侧功率和网侧功率；
若所述直流电压满足要求，则生成卸荷装置使能信号；
若检测到所述卸荷装置使能信号，则在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通；
基于所述直流电压、所述机侧功率、所述网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，所述目标数量为第一晶体管导通且第二晶体管闭合的卸荷子模块的数量；
基于所述目标数量控制对应数量的卸荷子模块的第一晶体管导通、第二晶体管闭合。
4.根据权利要求3所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述直流电压满足要求指的是所述直流电压大于设定电压阈值。
5.根据权利要求4所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述在设定时间内控制所有卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：
基于所有卸荷子模块的电容电压按升序方式对所有卸荷子模块进行排列；
对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
6.根据权利要求5所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述对排序后的所有卸荷子模块，在设定时间内控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通，包括：对排序后的所有卸荷子模块，按照设定斜率在设定时间内从电容电压最小的卸荷子模块开始依次控制各卸荷子模块的第一晶体管断开、第二晶体管导通。
7.根据权利要求6所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述基于所述直流电压、所述机侧功率、所述网侧功率、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：
基于所述机侧功率和所述网侧功率获得功率盈余值；
基于所述直流电压和所述功率盈余值获得总阻值；
基于所述总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量。
8.根据权利要求7所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述基于所述直流电压和所述功率盈余值获得总阻值，包括：计算所述直流电压的平方值与所述功率盈余值的商，将所述商作为所述总阻值。
9.根据权利要求7所述的新型混合式直流卸荷方法，其特征在于，所述基于所述总阻值、卸荷电阻和耗能单元获得目标数量，包括：计算所述总阻值与卸荷电阻的差值，基于所述差值与所述耗能单元获得目标数量。
10.一种新型混合式直流卸荷设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求3-9中任一项所述的新型混合式直流卸荷方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110141637A1 (en) * 2010-02-03 2011-06-16 General Electric Company Circuit for use with energy converter
CN201966601U (zh) * 2011-01-06 2011-09-07 艾迪尔斯（天津）能源科技有限公司 风电变流器用直流侧保护装置
CN109586334A (zh) * 2018-11-07 2019-04-05 詹长江 一种集成耗能电路功能的换流器
CN110233488A (zh) * 2019-04-16 2019-09-13 清华大学 一种单向全桥模块化多电平集中卸荷电路
CN111884245A (zh) * 2020-07-30 2020-11-03 清华大学 风电场经柔性直流输电系统送出的故障穿越协调控制方法
CN112421672A (zh) * 2019-08-20 2021-02-26 南京理工大学 一种风电场经vsc-hvdc并网的故障穿越控制方法
CN113315359A (zh) * 2021-05-07 2021-08-27 清华大学 一种直流模块化多电平卸荷电路的卸荷方法
CN115333106A (zh) * 2022-07-19 2022-11-11 上海交通大学 一种具有多端口直流潮流控制的柔直换流器及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110141637A1 (en) * 2010-02-03 2011-06-16 General Electric Company Circuit for use with energy converter
CN201966601U (zh) * 2011-01-06 2011-09-07 艾迪尔斯（天津）能源科技有限公司 风电变流器用直流侧保护装置
CN109586334A (zh) * 2018-11-07 2019-04-05 詹长江 一种集成耗能电路功能的换流器
CN110233488A (zh) * 2019-04-16 2019-09-13 清华大学 一种单向全桥模块化多电平集中卸荷电路
CN112421672A (zh) * 2019-08-20 2021-02-26 南京理工大学 一种风电场经vsc-hvdc并网的故障穿越控制方法
CN111884245A (zh) * 2020-07-30 2020-11-03 清华大学 风电场经柔性直流输电系统送出的故障穿越协调控制方法
CN113315359A (zh) * 2021-05-07 2021-08-27 清华大学 一种直流模块化多电平卸荷电路的卸荷方法
CN115333106A (zh) * 2022-07-19 2022-11-11 上海交通大学 一种具有多端口直流潮流控制的柔直换流器及其控制方法

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