EA035321B1 - Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения - Google Patents

Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения Download PDF

Info

Publication number
EA035321B1
EA035321B1 EA201891757A EA201891757A EA035321B1 EA 035321 B1 EA035321 B1 EA 035321B1 EA 201891757 A EA201891757 A EA 201891757A EA 201891757 A EA201891757 A EA 201891757A EA 035321 B1 EA035321 B1 EA 035321B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
power
pole
active
command
reactive
Prior art date
Application number
EA201891757A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201891757A1 (ru
Inventor
Чжаоцин Ху
Юньлун Дун
Юй ЛУ
Хайин Ли
Дунмин Цао
Original Assignee
ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД
ЭнАр ЭНЖИНИРИНГ КО., ЛТД
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 ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД, ЭнАр ЭНЖИНИРИНГ КО., ЛТД filed Critical ЭнАр ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД
Publication of EA201891757A1 publication Critical patent/EA201891757A1/ru
Publication of EA035321B1 publication Critical patent/EA035321B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66—Regulating electric power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/041—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature additionally responsive to excess current
    • 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
    • H02H7/1216—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 AC-AC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/001—Measuring real or reactive component; Measuring apparent energy
    • G01R21/002—Measuring real component
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/001—Measuring real or reactive component; Measuring apparent energy
    • G01R21/003—Measuring reactive component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327—Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Предложен способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, который применяется с однополюсной или двухполюсной топологией в гибкой системе передачи электроэнергии постоянного тока. Когда система управления полюса получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, в одно и то же время меняются команды активной и реактивной мощностей в соответствии с конкретным наклоном характеристики, так что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается при постоянном наклоне характеристики и гарантируется падение активной мощности и реактивной мощности до нуля в одно и то же время, и цели преобразователя, заключающейся в ограничении нагрузки с водяным охлаждением, можно достичь посредством уменьшения тока плеча. После отмены команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, полученной системой управления полюса, текущая величина активной мощности и неактивной мощности остается без изменений, при повторном получении команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением снижение продолжается на основании текущих величин мощности, пока мощность не снизится до нуля. Согласно этому способу в преобразователе напряжения однополюсной или двухполюсной топологии может быть реализована функция ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, при этом во время перегрузки может гарантироваться безопасная работа клапана преобразователя, а рабочий процесс является простым, надежным и легким для выполнения.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к области технологии передачи электроэнергии постоянного тока (DC), и в частности к способу ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения.
Предпосылки изобретения
Преобразователь напряжения используется в гибкой передаче электроэнергии постоянного тока, которая может независимо регулировать передачу активной и реактивной мощностей, а также увеличивать пропускную способность системы переменного тока (AC). Такой преобразователь облегчает образование системы передачи электроэнергии постоянного тока со множеством конечных устройств. Поэтому в сфере применения производства электроэнергии для возобновляемых источников энергии, снабжения энергией изолированных городов и межсоединения систем переменного тока преобразователь напряжения имеет очевидную конкурентоспособность.
В настоящее время в топологии преобразователя напряжения для гибкой передачи электроэнергии постоянного тока используется модульная многоуровневая технология. Ток проходит через шесть плеч моста преобразователя в обычном рабочем состоянии, а включение/выключение переключающего устройства модулей приводит к потере тепла. Поэтому необходима определенная водоохладительная способность для снижения температуры, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию модулей. Однако недостаточная водоохладительная способность может стать причиной чрезмерно высокой температуры выходящей через клапан воды, так что система не может работать безопасно. В этом случае при обнаружении высокой температуры воды система управления водяным охлаждением может заранее отправлять команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением в систему управления верхнего узла.
В настоящее время после получения команды ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением верхний узел может использовать способ уменьшения постоянного тока или использовать динамический способ управления предельным током. Вышеупомянутый способ обработки применяется в основном в традиционной передаче электроэнергии постоянного тока, относящейся к типу преобразователя с линейной коммутацией. Последний способ обработки относится к диапазону ограничения тока внутреннего контура и используется в основном для ограничения переходного тока. Оба способа обработки имеют определенные ограничения при применении в ограничении тока перегрузки для преобразователя напряжения, поскольку ток плеча преобразователя напряжения содержит не только активный компонент, но также содержит и реактивный компонент тока. Таким образом, после уменьшения только постоянного тока цель ограничения тока перегрузки плеча не может быть полностью достигнута. Способ ограничения переходного тока может реагировать с высокой скоростью и в целом применяется в управлении переходным процессом; поэтому данный способ не может удовлетворить потребность в ограничении тока во время перегрузки. Способ, предложенный в настоящем изобретении, применим для ограничения по перегрузке для преобразователя напряжения с однополюсной или двухполюсной топологией.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, который применяется с однополюсной или двухполюсной топологией в гибкой системе передачи электроэнергии постоянного тока. Когда система управления полюса получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, в одно и то же время меняются команды активной и реактивной мощностей в соответствии с конкретным наклоном характеристики так, что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается с постоянным наклоном характеристики, и гарантируется падение в одно и то же время активной мощности и реактивной мощности до нуля, а цели преобразователя, заключающейся в ограничении нагрузки с водяным охлаждением, можно достичь посредством уменьшения тока плеча, гарантируя, таким образом, безопасную работу клапана преобразователя во время перегрузки.
Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении использованы следующие решения.
При получении команды ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением управляющий узел верхнего уровня в одно и то же время меняет команду активной мощности и команду реактивной мощности в соответствии с конкретным наклоном характеристики, так что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается при постоянном наклоне характеристики. Во время снижения мощности команда активной мощности и команда реактивной мощности меняются в соответствии с наклоном характеристики посредством способа изменения следующим образом.
Команда активной мощности меняется следующим образом:
где P0 является выходной активной мощностью преобразователя до ограничения нагрузки с водяным охлаждением;
sig(P0) обозначает извлечение знака плюс/минус исходной активной мощности;
RAMP_P является положительной величиной и обозначает наклон характеристики, который в целом приравнивается к положительной постоянной и используется для обозначения количества мегаватт (МВт) в минуту;
- 1 035321 то, какой знак, плюс или минус, обозначает символ ±, определяется в соответствии с тем, является ли исходная активная мощность Po положительной или отрицательной величиной, при этом, если исходная активная мощность P0>0, используется знак минус, или, если исходная активная мощность P0<0, используется знак плюс;
команда реактивной мощности меняется при постоянном наклоне характеристики в соответствии с соотношением исходной активной мощности и исходной реактивной мощности.
Команда реактивной мощности меняется следующим образом:
I P„±f'(RAMP_P>dt
Qref = Q„| (--------------) I *0
Когда активная мощность и реактивная мощность полюса, ограниченные в связи с перегрузкой, меняются таким образом, гарантируется, что ток плеча снижается в соответствии с наклоном характеристики, чтобы избежать перегрузки преобразователя напряжения, вызванной недостаточной водоохладительной способностью, возникающей из-за того, что ток плеча приводит к потере тепла преобразователя.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения изменение активной команды и изменение команды реактивной мощности являются независимыми друг от друга, что, в частности, значит, что активная мощность и реактивная мощность снижаются в одно и то же время в соответствии со способом изменения; или станция управления мощностью не меняет команду реактивной мощности, а меняет только команду активной мощности, так что активная мощность станции управления напряжением постоянного тока на другой клемме может быть уменьшена, и реактивная мощность станции управления напряжением постоянного тока уменьшается в соответствии с вышеописанным способом.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, если станция управления активной мощностью получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления активной мощностью меняет свои собственные команды в соответствии с вышеописанным способом для изменения команд активной и реактивной мощностей; если станция управления напряжением постоянного тока получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления напряжением постоянного тока посылает другой станции управления активной мощностью посредством межстанционной линии связи команду с запросом уменьшить активную мощность и вместе с тем меняет команду реактивной мощности станции управления напряжением постоянного тока; и после получения команды со станции управления напряжением постоянного тока с запросом уменьшить активную мощность станция управления активной мощностью меняет команду активной мощности с помощью вышеописанного способа, но не меняет собственную команду реактивной мощности.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения после отмены команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, полученной управляющим узлом верхнего уровня, текущие величины активной мощности и реактивной мощности остаются без изменений, новый наклон характеристики изменения мощности и новую величину команды мощности настраивают вручную, и активная мощность или реактивная мощность увеличивается/снижается до новой величины команды мощности в соответствии с новым наклоном характеристики изменения; и поэтому, когда команда ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением получена снова, снижение продолжается на основании текущих величин мощности до тех пор, пока мощность не снизится до нуля.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения в структуре двухполюсной топологии один полюс при ограничении в связи с перегрузкой по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, а активная и реактивная мощности другого полюса регулируются в соответствии с требованиями к эксплуатации, где активная мощность другого полюса меняется по абсолютной величине совместно с таковой полюса ограниченной мощности, или активную мощность получают посредством вычитания фактически измеренной величины активной мощности ограниченного полюса из полной команды активной мощности, и указанный выше способ основывается на том принципе, что полная активная мощность двух полюсов остается без изменений; реактивную мощность получают посредством вычитания фактически измеренной величины реактивной мощности ограниченного полюса из команды полной реактивной мощности, основываясь на том принципе, что полная реактивная мощность остается без изменений, в качестве команды реактивной мощности для другого полюса.
Когда вышеописанный способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения применяют в структуре двухполюсной топологии, если структура двухполюсной топологи работает в режиме с линией возврата через металл, когда один полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, так как один полюс ограничен в связи с перегрузкой, следующий способ используют для другого полюса для сохранения полных активной и реактивной мощностей без изменений: переключение полюса, ограниченного в связи с перегрузкой, в однополюсный режим управления мощностью, что означает, что этот полюс по отдельности меняет свои собственные активную
- 2 035321 мощность и команду реактивной мощности в соответствии со способом, описанным в п.1 формулы изобретения; а другой полюс не меняет способ управления, а именно получает фактически измеренные величины активной и реактивной мощностей полюса, ограниченного в связи с перегрузкой, посредством линии связи, и получает команды активной и реактивной мощностей неограниченного полюса посредством вычитания величины активной и реактивной мощностей ограниченного полюса из команд полных активной и реактивной мощностей соответственно.
Когда вышеописанный способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения применяют в структуре двухполюсной топологии, если структура двухполюсной топологи работает в режиме с линией возврата через землю, когда один полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, другой полюс отслеживает ограниченный полюс и получает фактически измеренную величину активной мощности посредством межполюсной линии связи, а команда мощности равняется фактически измеренной мощности другого полюса, так что ток линии возврата через землю остается равным нулю все время; команду реактивной мощности получают посредством вычитания фактически измеренной величины реактивной мощности ограниченного полюса из команды полной реактивной мощности в качестве команды реактивной мощности другого полюса, так что полная реактивная мощность остается без изменений.
После использования вышеописанного решения настоящее изобретение позволяет достичь следующих положительных эффектов.
(1) Когда активная мощность и реактивная мощность полюса, ограниченные в связи с перегрузкой, меняются таким образом, гарантируется, что ток плеча снижается в соответствии с наклоном характеристики, чтобы избежать перегрузки преобразователя напряжения, вызванной недостаточной водоохладительной способностью, возникающей из-за того, что ток плеча приводит к потере тепла преобразователя.
(2) Данный способ применяют со структурой двухполюсной топологии, работающей в режимах с линией возврата через металл или с линией возврата через землю. Когда один полюс ограничен в связи с перегрузкой, полные активная и реактивная мощности остаются без изменений благодаря компенсации активной и реактивной мощностей другого полюса или благодаря поддержанию тока возврата через землю равным нулю в режиме с линией возврата через землю.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1(a) показана двухполюсная топология, работающая в режиме с линией возврата через металл, и на фиг. 1(b) показана двухполюсная топология, работающая в режиме с линией возврата через землю, где ММС обозначает модульный многоуровневый преобразователь; и на фиг. 2 изображена схема, показывающая отношение между максимальной выходной активной мощностью преобразователя и сетевым напряжением переменного тока согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, который применяется с однополюсной или двухполюсной топологией в гибкой системе передачи электроэнергии постоянного тока. Как показано на фиг. 2, после получения команды 102 ограничения тока перегрузки от системы 101 управления водяным охлаждением управляющий узел 103 верхнего уровня для полюса 1 в одно и то же время меняет команды активной и реактивной мощностей в соответствии с конкретным наклоном характеристики, так что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается при постоянном наклоне характеристики, и при этом гарантируется, что активная мощность и реактивная мощность снижаются до нуля в одно и то же время, достигая, таким образом, цели конвертера, заключающейся в ограничении нагрузки с водяным охлаждением посредством уменьшения тока плеча. Таким образом, после отмены команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, полученной системой управления полюса, текущие величины активной мощности и реактивной мощности остаются без изменений. Когда команда ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением получена снова, снижение продолжается на основании текущих величин мощности тока до тех пор, пока мощность не снизится до нуля. Согласно этому способу в преобразователе напряжения однополюсной или двухполюсной топологии может быть реализована функция ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, при этом во время перегрузки может гарантироваться безопасная работа клапана конвертера.
Для достижения вышеупомянутой цели способами осуществления согласно настоящему изобретению являются следующие.
При получении команды 102 ограничения тока перегрузки от системы 101 управления водяным охлаждением управляющий узел 103 верхнего уровня в одно и то же время меняет команды активной и реактивной мощностей в соответствии с конкретным наклоном характеристики, так что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается при постоянном наклоне характеристики. В процессе снижения мощности команда активной мощности и команда реактивной мощности меняются в соответствии с наклоном характеристики посредством способа изменения следующим образом.
Команда активной мощности меняется следующим образом:
- 3 035321
P0 является выходной активной мощностью преобразователя до ограничения нагрузки с водяным охлаждением;
sig(P0) обозначает извлечение знака плюс/минус исходной активной мощности;
RAMP_P является положительной величиной и обозначает наклон характеристики, который в целом приравнивается к положительной постоянной и используется для обозначения количества мегаватт (МВт) в минуту;
то, какой знак, плюс или минус, обозначает символ ±, определяется в соответствии с тем, является ли исходная активная мощность P0 положительной или отрицательной величиной, при этом, если исходная активная мощность P0>0, то используется знак минус, или, если исходная активная мощность P0<0, то используется знак плюс;
команда реактивной мощности меняется при постоянном наклоне характеристики в соответствии с отношением исходной активной мощности к исходной реактивной мощности.
Команда реактивной мощности меняется следующим образом:
Р„ ± Г(RAMP-PKlt Qref = Q„| (-------------) I *0
Когда активная мощность и реактивная мощность полюса, ограниченные в связи с перегрузкой, меняются таким образом, гарантируется, что ток плеча равномерно снижается в соответствии с наклоном характеристики, чтобы избежать перегрузки преобразователя напряжения, вызванной недостаточной водоохладительной способностью, возникающей из-за того, что ток плеча приводит к потере тепла преобразователя.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения изменение команды активной мощности и изменение команды реактивной мощности являются независимыми друг от друга, что, в частности, значит, что активная мощность и реактивная мощность снижаются в одно и то же время в соответствии с предложенным способом; или станция управления мощностью не меняет команду реактивной мощности, а меняет только команду активной мощности, так что активная мощность станции управления напряжением постоянного тока на другой клемме может быть уменьшена, и реактивная мощность станции управления напряжением постоянного тока уменьшается в соответствии с вышеописанном способом.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, если станция управления активной мощностью получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления активной мощностью меняет свои собственные команды в соответствии с вышеописанным способом для изменения команд активной и реактивной мощностей. Если станция управления напряжением постоянного тока получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления напряжением постоянного тока посылает станции управления мощностью посредством межстанционной линии связи команду с запросом уменьшить активную мощность, и также меняет команду реактивной мощности станции управления напряжением постоянного тока. После получения команды со станции управления напряжением постоянного тока с запросом уменьшить активную мощность, станция управления мощностью меняет команду активной мощности с помощью вышеописанного способа, но не меняет собственную команду реактивной мощности.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения после отмены команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, полученной управляющим узлом 103 верхнего уровня, текущие величины активной мощности и реактивной мощности остаются без изменений, новый наклон характеристики изменения мощности и новую величину команды мощности настраивают вручную, и активная мощность или реактивная мощность увеличивается/снижается до новой величины команды мощности в соответствии с новым наклоном характеристики изменения. Поэтому, когда команда ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением получена снова, снижение продолжается на основании текущих величин мощности тока до тех пор, пока мощность не снизится до нуля.
В вышеописанном способе ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения в структуре двухполюсной топологии управляющий узел 103 верхнего уровня одного полюса по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, а активная и реактивная мощности управляющего узла 104 верхнего уровня другого полюса регулируются в соответствии с требованиями. Активная мощность может быть изменена по абсолютной величине совместно с полюсом ограниченной мощности или активная мощность другого полюса регулируется, основываясь на намерении сохранить полную активную мощность без изменения. Его реактивная мощность регулируется согласно намерению сохранить полную реактивную мощность без изменения.
Вышеописанный способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения применяют
- 4 035321 в структуре двухполюсной топологии, а структура двухполюсной топологии не требует двухполюсной сбалансированной работы в процессе уменьшения мощности. Исходя из таких условий, как показано на фиг. 1(a), когда один полюс 103 по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, следующий способ используют для другого полюса 104 для сохранения полных активной и реактивной мощностей без изменения. Полюс, ограниченный в связи с перегрузкой, переключают в однополюсный режим управления мощностью, что означает, что этот полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и команду реактивной мощности в соответствии со способом, описанным в п.1 формулы изобретения, в то время как способ управления другого полюса 104 не меняется. Другими словами, другой полюс 104 получает фактически измеренные величины активной и реактивной мощностей полюса, ограниченного в связи с перегрузкой, посредством линии 105 связи, и получает команды активной и реактивной мощностей неограниченного полюса посредством вычитания величин активной и реактивной мощностей ограниченного полюса из команд полных активной и реактивной мощностей соответственно.
Вышеописанный способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения применяют в структуре двухполюсной топологии, а структура двухполюсной топологии требует двухполюсной сбалансированной работы в процессе уменьшения мощности. Исходя из таких условий, как показано на фиг. 1 (b), когда один полюс 103 по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, другой полюс 104 отслеживает ограниченный полюс и получает фактически измеренную величину активной мощности посредством линии 105 связи, а команда мощности равняется фактически измеренной мощности другого полюса, так что ток линии возврата через землю остается равным нулю все это время. В случае реактивной мощности команду реактивной мощности другого полюса 104 получают посредством вычитания фактически измеренной величины реактивной мощности ограниченного полюса из команды полной реактивной мощности, так что полная реактивная мощность остается без изменений.
Вышеописанные варианты осуществления используются лишь с целью объяснения технических решений настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Все различные формы или модификации со ссылкой на вышеописанные варианты осуществления включены в объем защиты настоящего изобретения.

Claims (7)

1. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения, отличающийся тем, что при получении команды ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением управляющий узел верхнего уровня одновременно или по отдельности меняет команду активной мощности и команду реактивной мощности в соответствии с конкретным наклоном характеристики, так что абсолютное значение тока плеча преобразователя снижается при постоянном наклоне характеристики;
при этом во время снижения мощности команда активной мощности и команда реактивной мощности меняются посредством способа изменения в соответствии с конкретным наклоном характеристики следующим образом:
команда активной мощности представлена следующим образом:
Pref = sig(P0)| (Ро±£ (RAMP_P)dt) | где P0 является выходной активной мощностью преобразователя до ограничения нагрузки с водяным охлаждением;
sig(P0) обозначает извлечение знака плюс/минус исходной активной мощности;
RAMP_P является положительной постоянной, обозначает наклон характеристики и указывает на скорость изменения мощности; и то, какой знак, плюс или минус, обозначает символ ±, определяется в соответствии с тем, является ли исходная активная мощность P0 положительной или отрицательной величиной, при этом, если исходная активная мощность P0>0, то используется знак минус, или, если исходная активная мощность P0<0, то используется знак плюс; и при этом команда реактивной мощности меняется по абсолютной величине при постоянном наклоне характеристики в соответствии с соотношением исходной активной мощности и исходной реактивной мощности; и при этом команда реактивной мощности меняется следующим образом:
I Р„ ± Г(RAMP_Pkit
Qref = Q.| (-------------) I
Га где Q0 является выходной реактивной мощностью преобразователя до ограничения нагрузки с водяным охлаждением.
2. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.1, отличающийся тем, что изменение команды активной мощности и изменение команды реактивной мощности являются
- 5 035321 независимыми друг от друга, что, в частности, значит, что активная мощность и реактивная мощность снижаются в одно и то же время в соответствии с вышеописанным способом изменения; или станция управления мощностью не меняет команду реактивной мощности, а меняет только команду активной мощности, и команда реактивной мощности станции управления напряжением постоянного тока (DC) уменьшается в соответствии с вышеописанным способом изменения.
3. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.1, отличающийся тем, что если станция управления активной мощностью получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления активной мощностью меняет свои собственные команды в соответствии с вышеописанным способом изменения команд активной и реактивной мощностей;
при этом, если станция управления напряжением постоянного тока получает команду ограничения тока перегрузки с водяным охлаждением, станция управления напряжением постоянного тока посылает станции управления мощностью посредством межстанционной линии связи команду с запросом уменьшить активную мощность, и вместе с тем меняет команду реактивной мощности станции управления напряжением постоянного тока; и после получения команды со станции управления напряжением постоянного тока с запросом уменьшить активную мощность, станция управления активной мощностью меняет команду активной мощности согласно указанному способу изменения, но не меняет команду реактивной мощности.
4. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.1, отличающийся тем, что после отмены команды ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением, полученной управляющим узлом верхнего уровня, текущие величины активной мощности и реактивной мощности остаются без изменений, новый наклон характеристики изменения мощности и новую величину команды мощности настраивают вручную, и активная мощность или реактивная мощность увеличивается/снижается до новой величины команды мощности в соответствии с новым наклоном характеристики изменения, и при этом, когда команда ограничения перегрузки по мощности с водяным охлаждением получена снова, активная мощность или реактивная мощность продолжает снижаться на основании текущих величин мощности до тех пор, пока мощность не снизится до нуля.
5. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.1, отличающийся тем, что в структуре двухполюсной топологии один полюс при ограничении в связи с перегрузкой по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, а активная и реактивная мощности другого полюса регулируются в соответствии с требованиями к эксплуатации, при этом активная мощность другого полюса меняется по абсолютной величине совместно с таковой полюса ограниченной мощности, или активную мощность получают посредством вычитания фактически измеренной величины активной мощности ограниченного полюса из команды полной активной мощности, основываясь на том принципе, что полная активная мощность остается без изменений; команду реактивной мощности получают посредством вычитания фактически измеренной величины реактивной мощности ограниченного полюса из команды полной реактивной мощности, основываясь на том принципе, что полная реактивная мощность остается без изменений, в качестве команды реактивной мощности для другого полюса.
6. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.5, отличающийся тем, что, когда способ применяют в структуре двухполюсной топологии, если структура двухполюсной топологи работает в режиме с линией возврата через металл, когда один полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, следующий способ используют для другого полюса для сохранения полных активной и реактивной мощностей без изменений: переключение полюса, ограниченного в связи с перегрузкой, в однополюсный режим управления мощностью, и при этом ограниченный полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и команду реактивной мощности в соответствии с вышеописанным способом изменения, и при этом другой полюс сохраняет свой способ управления без изменения, получая фактически измеренные величины активной и реактивной мощностей полюса, ограниченного в связи с перегрузкой, посредством линии связи и получая активную и реактивную мощности посредством вычитания величин активной и реактивной мощностей ограниченного полюса из команд полных активной и реактивной мощностей соответственно, в качестве команд активной и реактивной мощностей неограниченного полюса.
7. Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения по п.5, отличающийся тем, что когда способ применяют в структуре двухполюсной топологии, если структура двухполюсной топологи работает в режиме с линией возврата через землю, когда один полюс по отдельности меняет свои собственные активную мощность и реактивную мощность, поскольку один полюс ограничен в связи с перегрузкой, другой полюс отслеживает ограниченный полюс и получает фактически измеренную величину активной мощности посредством межполюсной линии связи, а команда мощности неограниченного полюса равняется фактически измеренной мощности ограниченного полюса, так что ток линии возврата через землю остается равным нулю все это время; и
- 6 035321 при этом команду реактивной мощности получают посредством вычитания фактически измеренной величины реактивной мощности ограниченного полюса из команды полной реактивной мощности в качестве команды реактивной мощности другого полюса, так что полная реактивная мощность остается без изменений.
EA201891757A 2016-04-08 2017-04-06 Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения EA035321B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610219293.1A CN105915038B (zh) 2016-04-08 2016-04-08 一种电压源换流器过负荷限电流方法
PCT/CN2017/079636 WO2017174015A1 (zh) 2016-04-08 2017-04-06 一种电压源换流器过负荷限电流方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201891757A1 EA201891757A1 (ru) 2019-03-29
EA035321B1 true EA035321B1 (ru) 2020-05-28

Family

ID=56744812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201891757A EA035321B1 (ru) 2016-04-08 2017-04-06 Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10270332B2 (ru)
KR (1) KR102084345B1 (ru)
CN (1) CN105915038B (ru)
BR (1) BR112018068136B1 (ru)
EA (1) EA035321B1 (ru)
WO (1) WO2017174015A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105915038B (zh) 2016-04-08 2018-11-23 南京南瑞继保电气有限公司 一种电压源换流器过负荷限电流方法
CN107579537A (zh) * 2017-10-11 2018-01-12 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心 柔性直流环网的过负荷保护方法及装置
EP3973625A1 (en) * 2019-05-20 2022-03-30 Hitachi Energy Switzerland AG Method for operating a power electronic converter, and power electronic converter
WO2022017618A1 (de) * 2020-07-24 2022-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und verfahren zu dessen betrieb
CN113224801B (zh) * 2021-04-25 2022-06-03 杭州电子科技大学 一种适用于直流式互联微网系统的功率协调控制方法
CN116388111B (zh) * 2023-04-18 2024-02-20 杭州欣美成套电器制造有限公司 电气微电网的就地测控保护一体化装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014192992A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Hitachi Ltd 無効電力比率制御器、無効電力比率制御方法、およびこれを用いた発電システム
CN104333032A (zh) * 2014-11-20 2015-02-04 北京荣信慧科科技有限公司 降低柔性直流输电换流阀电流峰值的环流控制策略
CN104882911A (zh) * 2015-06-01 2015-09-02 贵州电力试验研究院 一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法
CN105140948A (zh) * 2015-07-06 2015-12-09 南京南瑞继保电气有限公司 柔性直流输电系统功率协调控制方法
CN105915038A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 南京南瑞继保电气有限公司 一种电压源换流器过负荷限电流方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8904338B2 (en) * 2011-06-08 2014-12-02 Raytheon Company Predicting performance of a software project
US9217766B2 (en) * 2011-08-17 2015-12-22 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for measuring active/reactive powers
KR20150090625A (ko) * 2014-01-29 2015-08-06 엘에스산전 주식회사 계통 연계 인버터의 무효 전력 주입 제어 장치
KR101604906B1 (ko) * 2014-05-13 2016-03-18 엘에스산전 주식회사 고전압 직류 송전 시스템
CN104022522B (zh) * 2014-06-09 2016-01-13 山东大学 一种多端柔性直流输电系统协调控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014192992A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Hitachi Ltd 無効電力比率制御器、無効電力比率制御方法、およびこれを用いた発電システム
CN104333032A (zh) * 2014-11-20 2015-02-04 北京荣信慧科科技有限公司 降低柔性直流输电换流阀电流峰值的环流控制策略
CN104882911A (zh) * 2015-06-01 2015-09-02 贵州电力试验研究院 一种小水电集群的地区电网风光水气发电互补控制方法
CN105140948A (zh) * 2015-07-06 2015-12-09 南京南瑞继保电气有限公司 柔性直流输电系统功率协调控制方法
CN105915038A (zh) * 2016-04-08 2016-08-31 南京南瑞继保电气有限公司 一种电压源换流器过负荷限电流方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105915038A (zh) 2016-08-31
US10270332B2 (en) 2019-04-23
KR102084345B1 (ko) 2020-03-03
US20190081551A1 (en) 2019-03-14
CN105915038B (zh) 2018-11-23
KR20180108795A (ko) 2018-10-04
BR112018068136B1 (pt) 2023-04-25
EA201891757A1 (ru) 2019-03-29
BR112018068136A2 (pt) 2019-01-08
WO2017174015A1 (zh) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA035321B1 (ru) Способ ограничения тока перегрузки для преобразователя напряжения
US9960712B2 (en) Converter topologies and control
CA3080015C (en) Voltage and current control method and device for direct-current transmission system
EP3082212A1 (en) Tripolar flexible direct-current power transmission system and method
CN105552893B (zh) 一种直流频率限制器控制方法
CN106602608A (zh) 一种直流配电网中光伏储能系统及其运行控制方法
CN105244900B (zh) 一种基于移频控制的微电网离网能量平衡控制方法
CN107910877B (zh) 一种送端换流站高功率波动时并联电容器投切控制方法
CN108539872A (zh) 一种基于输电线路负荷电流的取电系统
CN108336743B (zh) 一种基于分布式电源并网逆变器的本地电压控制方法
CN105790300B (zh) 一种基于混合直流输电的风机并网系统
CN202759233U (zh) 一种柔性直流输电系统电网故障穿越控制装置
RU2746921C1 (ru) Способ и устройство контроля конвертера
CN107681687B (zh) 基于储能的分布式系统母线过电压抑制控制方法和系统
JP6722295B2 (ja) 電力変換システム、電力供給システムおよび電力変換装置
CN111181157B (zh) 负荷切换系统
JP6783970B2 (ja) 直流電圧協調制御方法
CN203761058U (zh) 通讯基站太阳能直流并网发电dc-dc专用控制设备
CN107612013B (zh) 一种直流电网电压范围控制方法
CN109347111A (zh) 一种考虑电压变化率的柔性直流换流站有功无功控制方法
CN109103870A (zh) 一种含有前端电流平衡器的分布式电源低压直流接入系统及方法
CN107482765B (zh) 一种用于通信基站抢险的发电节能系统和节能方法
CN111769557B (zh) 一种大范围延续灾害时可用的应急供电装置及方法
TWI755647B (zh) 燃料電池系統及其控制方法
CN203522530U (zh) 一种并网逆变电路的接触器供电电路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG TJ TM