[發(fā)明專(zhuān)利]基于模塊化多電平換流器的數(shù)據(jù)復(fù)合傳輸方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011046654.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112152322B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季一潤(rùn);劉柏延;劉光偉;李雨;劉羿辰;馬鑫晟;胡應(yīng)宏;趙媛;張靜嵐;龍凱華;盧毅;劉亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J13/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J13/00;H04B3/54;H02J3/36
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 單曉雙;葉明川

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于模塊化多電平換流器的數(shù)據(jù)復(fù)合傳輸方法及裝置，所述方法包括：根據(jù)換流站的控制模式及柔性直流電網(wǎng)的電氣特征生成調(diào)制波，所述電氣特征包括：電壓實(shí)際值、電流實(shí)際值；根據(jù)換流站之間的通訊數(shù)據(jù)對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制；根據(jù)所述調(diào)制波的幅度及進(jìn)行頻率調(diào)制后的所述載波的幅度得到觸發(fā)脈沖；將所述觸發(fā)脈沖中的通訊數(shù)據(jù)發(fā)送至高壓直流線路。本申請(qǐng)能夠在不增加通訊線路的情況下實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電系統(tǒng)模塊化多電平換流站之間的能量及數(shù)據(jù)的同步傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力通訊領(lǐng)域，具體是一種基于模塊化多電平換流器的數(shù)據(jù)復(fù)合傳輸方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成，控制信號(hào)傳輸、調(diào)度自動(dòng)化、雙向通訊等數(shù)據(jù)傳輸功能被附加于電網(wǎng)之上。同時(shí)，隨著新能源分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)電網(wǎng)呈現(xiàn)分散態(tài)勢(shì)，越來(lái)越多的電力電子設(shè)備及系統(tǒng)要求在傳輸功率的同時(shí)傳輸數(shù)字信號(hào)。但如果為了傳輸數(shù)字信號(hào)而單獨(dú)架設(shè)通訊光纖，則不僅會(huì)大幅增加建設(shè)成本，還會(huì)使得電網(wǎng)及通訊光纖網(wǎng)的維護(hù)變得復(fù)雜。因此，利用現(xiàn)有的電力傳輸線路完成數(shù)據(jù)通訊具有廣闊的發(fā)展前景。

現(xiàn)有的電力載波通訊技術(shù)(Power Line Communication)是利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸，其最大特點(diǎn)是不需要重新架設(shè)通訊網(wǎng)絡(luò)，只要有電網(wǎng)，就能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。但傳統(tǒng)的利用電力線進(jìn)行通訊的技術(shù)需通過(guò)專(zhuān)門(mén)的設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、濾波、解調(diào)等，這些專(zhuān)門(mén)設(shè)備不僅增加了成本，還增加了故障風(fēng)險(xiǎn)。而現(xiàn)有的基于電力電子設(shè)備的無(wú)線通訊數(shù)據(jù)傳輸方法主要采用頻移鍵控技術(shù)來(lái)進(jìn)行通訊，但這種方法為了躲避輸電線路上的高次諧波，調(diào)制頻率必須很高，這對(duì)電力電子開(kāi)關(guān)器件提出了很高的要求。同時(shí)，較高的開(kāi)關(guān)頻率一方面大大縮減了電力電子開(kāi)關(guān)器件的使用壽命，另一方面大大提高了電子電力設(shè)備的開(kāi)關(guān)損耗。為了滿足通訊對(duì)電力電子設(shè)備的要求而去選擇更高性能的電力電子開(kāi)關(guān)器件必然將大大增加電力電子設(shè)備的成本。

近十年來(lái)，柔性直流輸電工程如雨后春筍般蓬勃發(fā)展，同時(shí)直流斷路器技術(shù)的迅猛發(fā)展讓柔性直流換流站組網(wǎng)成為可能。為實(shí)現(xiàn)柔性直流電網(wǎng)能量管理優(yōu)化配置，需對(duì)每個(gè)模塊化多電平換流站(MMC，Modular Multilevel Converter)的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)度，這就要求在模塊化多電平換流站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。如果能夠在模塊化多電平換流站進(jìn)行電能傳輸?shù)耐瑫r(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，則可以省去架設(shè)通訊光纖和專(zhuān)用通訊設(shè)備的費(fèi)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能的優(yōu)化配置，大大提高輸電效率，目前這一領(lǐng)域尚無(wú)成熟可用技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于模塊化多電平換流器的數(shù)據(jù)復(fù)合傳輸方法及裝置，能夠在不增加通訊線路的情況下實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電系統(tǒng)模塊化多電平換流站之間的能量及數(shù)據(jù)的同步傳輸。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮韵录夹g(shù)方案：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于模塊化多電平換流器的數(shù)據(jù)復(fù)合傳輸方法，包括：

根據(jù)換流站的控制模式及柔性直流電網(wǎng)的電氣特征生成調(diào)制波，所述電氣特征包括：電壓實(shí)際值、電流實(shí)際值；

根據(jù)換流站之間的通訊數(shù)據(jù)對(duì)載波進(jìn)行頻率調(diào)制；

根據(jù)所述調(diào)制波的幅度及進(jìn)行頻率調(diào)制后的所述載波的幅度得到觸發(fā)脈沖；

將所述觸發(fā)脈沖中的通訊數(shù)據(jù)發(fā)送至高壓直流線路。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述控制指令為定無(wú)功功率控制模式時(shí)，根據(jù)換流站的控制指令及柔性直流電網(wǎng)的電氣特征生成調(diào)制波，包括：

根據(jù)所述電壓實(shí)際值與獲取的電壓參考值及所述電流實(shí)際值與獲取的電流參考值計(jì)算所述電壓實(shí)際值與所述電壓參考值的偏差及無(wú)功功率實(shí)際值與無(wú)功功率參考值的偏差；

根據(jù)所述電壓實(shí)際值與所述電壓參考值的偏差、所述無(wú)功功率參考值與所述無(wú)功功率實(shí)際值的偏差計(jì)算所述換流站的內(nèi)環(huán)控制器的d軸電流參考值和q軸電流參考值；