[發(fā)明專利]模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN114865636A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯丹;婁彥濤;任軍輝;李喜喜;王何飛;王杉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安西電電力系統(tǒng)有限公司;中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 郝博;沈珍珠

本發(fā)明提供了一種模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：模塊電壓控制模塊用于接收模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的模塊的電壓平均值的指令值和測量值，輸出第一模塊數(shù)；直流電壓控制模塊用于接收模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流正負極之間的電壓的指令值和測量值，輸出第二模塊數(shù)；求和模塊，用于對第一模塊數(shù)和第二模塊數(shù)求和，獲得需要投入的總模塊數(shù)；排序均壓模塊，用于對所有模塊的電壓進行排序，結(jié)合需要投入的總模塊數(shù)，確定需要投入的模塊。本發(fā)明可以有效地控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流電壓在岸上站交流故障期間不出現(xiàn)嚴重的過壓問題，同時可以有效的控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的平均電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，海上風電的開發(fā)步伐不斷加快。相比高壓交流輸電并網(wǎng)方式，柔性直流輸電具有占地小、控制靈活、不受輸送距離制約等優(yōu)勢，尤其適合于遠海大規(guī)模風電場的電能送出。對于海上風電柔性直流系統(tǒng)，當岸上站交流側(cè)發(fā)生故障時，風電場的功率無法全部迅速減小，直流側(cè)電壓會因為盈余功率而升高，可能有損壞直流海纜、換流器等設(shè)備的風險。

因此，需要加設(shè)耗能裝置，對于海上柔性直流輸電那系統(tǒng)，由于海上站的占地十分有限，因此一般選擇在岸上站裝設(shè)直流耗能裝置。針對直流耗能裝置，目前的方案主要有集中式耗能裝置、分布式耗能裝置和混合式耗能裝置。其中集中式耗能裝置投入期間對系統(tǒng)的沖擊較大，同時串聯(lián)器件之間的均壓困難；分布式耗能裝置對系統(tǒng)的沖擊小，投入期間的直流電壓紋波小，模塊均壓效果好，但是由于其耗能電阻是分布于各個模塊的，因此需要水冷系統(tǒng)進行散熱，使得成本太高。因此提出模塊化集中式耗能裝置，其電阻采用的是集中式電阻，開關(guān)部分采用的是半橋模塊或者全橋模塊。

上述模塊化集中式耗能裝置解決了分布式電阻的散熱問題和集中式耗能沖擊大的問題，但是由于耗能裝置的平均電流是單方向的，因此模塊電容的均衡問題需要采用新的控制方案實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提出一種模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，能夠有效地控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流電壓在岸上站交流故障期間不出現(xiàn)嚴重的過壓問題，同時可以有效的控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的平均電壓，所述控制系統(tǒng)包括：直流電壓控制模塊、模塊電壓控制模塊、求和模塊和排序均壓模塊，其中，

模塊電壓控制模塊用于接收模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的模塊的電壓平均值的指令值和測量值，輸出第一模塊數(shù)；

直流電壓控制模塊用于接收模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流正負極之間的電壓的指令值和測量值，輸出第二模塊數(shù)；

求和模塊，用于對第一模塊數(shù)和第二模塊數(shù)求和，獲得需要投入的總模塊數(shù)；

排序均壓模塊，用于對所有模塊的電壓進行排序，結(jié)合需要投入的總模塊數(shù)，確定需要投入的模塊。

本發(fā)明實施例提出一種模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于上述模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，能夠有效地控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流電壓在岸上站交流故障期間不出現(xiàn)嚴重的過壓問題，同時可以有效的控制模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的平均電壓，該方法包括：

根據(jù)模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的模塊的電壓平均值的指令值和測量值，獲得第一模塊數(shù)；

根據(jù)模塊化集中式直流耗能系統(tǒng)的直流正負極之間的電壓的指令值和測量值，獲得第二模塊數(shù)；

對第一模塊數(shù)和第二模塊數(shù)求和，獲得需要投入的總模塊數(shù)；

對所有模塊的電壓進行排序，結(jié)合需要投入的總模塊數(shù)，確定需要投入的模塊。