[發明專利]一種柔性直流輸電系統的控制方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202010216736.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111478352B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 周月賓;饒宏;許樹楷;朱喆;侯婷
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/00;H02M1/32
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發明涉及直流輸電技術領域，公開了柔性直流輸電系統的控制方法、裝置及存儲介質，方法為：當檢測到換流器的任一橋臂發生故障的功率模塊的數量大于冗余數量閾值時，計算該橋臂的功率模塊的第一電容電壓的正向峰值，獲取可用的功率模塊的數量；計算該橋臂的功率模塊的當前平均運行電壓；根據第一電容電壓的正向峰值、可用的功率模塊的數量、當前平均運行電壓和遍歷矩陣，計算遍歷矩陣中每一元素對應的最大有功功率限值，以控制柔性直流輸電系統的輸出功率；遍歷矩陣中的元素為柔性直流輸電系統能吸收的無功功率值。本發明實現在柔性直流輸電系統發生冗余耗盡時，仍可控制柔性直流輸電系統保持運行，提高了柔性直流輸電系統保持運行的能力。

技術領域

本發明涉及柔性直流輸電技術領域，特別是涉及一種柔性直流輸電系統的控制方法、裝置及存儲介質。

背景技術

柔性直流輸電系統是一種采用基于全控型功率器件的電壓源換流器，其具有不依賴電網換相，可有功無功獨立控制等優點，已經廣泛應用于海上風電并網、海上鉆井平臺供電、大電網異步互聯等場合。

柔性直流輸電系統主要由換流器和換流變壓設備組成；其中，由于模塊化多電平換流器(MMC，Modular Multilevel Converter)具有模塊化設計、不需要功率器件串聯、無需交直流濾波器等優勢，因而成為柔性直流輸電工程的主要換流器拓撲結構型式。模塊化多電平換流器由6個橋臂構成，每個橋臂由若干個功率模塊和一個橋臂電抗器串聯構成，如圖1所示；其中，功率模塊通常采用兩種典型電路形式，一種為全橋電路，如圖2所示；另一種為半橋電路，如圖3所示。另外，為了提高工程的運行可靠性，實際的柔性直流輸電工程中的模塊化多電平換流器均會在每個橋臂中配置數量相等的冗余功率模塊，即在每一橋臂的功率模塊數量為額定值N的基礎上，還會再配置M個冗余功率模塊。

在柔性直流輸電系統實際運行過程中，當某一個功率模塊發生故障時，控制系統會迅速將其旁路，使其退出運行，具體可通過閉合圖中的開關W1或開關W2，以使該功率模塊短路。一旦某一個橋臂中旁路的功率模塊數量大于冗余數設計值(稱為“冗余耗盡”)時，柔性直流輸電系統將立刻停運。本發明人在實施本發明的過程中，發現現有技術至少存在以下技術問題：在用電高峰時刻，柔性直流輸電系統多處于滿功率運行，而一旦發生冗余耗盡的現象，系統將立刻停運，這將造成較大的能量損失。而且，當備品備件儲量減少而又不足以補充冗余功率模塊時，系統將無法恢復而長時間處于停運狀態，這導致系統的能量可用率低，進一步造成了能量的損失。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔性直流輸電系統的控制方法、裝置及存儲介質，能夠在所述柔性直流輸電系統發生冗余耗盡時，使所述柔性直流輸電系統保持運行，從而有效地避免了由于柔性直流輸電系統發生冗余耗盡而立刻停運，導致能量損失的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種柔性直流輸電系統的控制方法，包括：

當檢測到換流器的任一橋臂中發生故障的功率模塊的數量大于預設的冗余數量閾值時，計算該橋臂的功率模塊的第一電容電壓的正向峰值，并獲取所述換流器中每橋臂可用的功率模塊的數量；其中，所述功率模塊的第一電容電壓的正向峰值為在所述換流器處于額定運行狀態時，所述功率模塊的電容電壓的正向峰值；

根據所述換流器中每橋臂可用的功率模塊的數量，計算該橋臂的功率模塊的當前平均運行電壓；

根據所述功率模塊的第一電容電壓的正向峰值、所述換流器中每橋臂可用的功率模塊的數量、所述功率模塊的當前平均運行電壓以及預設的遍歷矩陣，計算與所述遍歷矩陣中的每一元素對應的最大有功功率限值；其中，所述遍歷矩陣中的元素為柔性直流輸電系統能吸收的無功功率值；

所述計算與所述遍歷矩陣中的每一元素對應的最大有功功率限值，具體包括：

預先配置第一中間變量、第二中間變量、第三中間變量和指針變量；其中，所述第一中間變量的初始值、所述第二中間變量的初始值和所述指針變量的初始值均為零，所述第三中間變量的初始值為所述柔性直流輸電系統吸收的額定有功功率；