一种全桥MMC启动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种全桥MMC启动控制方法及系统，该系统包括三相桥臂，三相桥臂包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂分别串联有FBSM平均值模块，每个桥臂上都包括有用于旁路FBSM平均值模块的辅助断路器。在启动过程中，需检测解锁信号，并检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电，使解锁时刻直流母线电压不会产生很大的突变，大大减小了解锁时刻的冲击电流，提高了系统的安全可靠性。

Full bridge MMC starting control method and system

The present invention provides a starting control method and system for full bridge MMC, the system includes a three-phase bridge arm, three-phase bridge arm comprises an upper arm and lower arm, upper arm and lower arm are respectively connected in series with the average value of FBSM modules, each bridge arm includes a bypass for the average value of FBSM auxiliary circuit breaker module. In the process of starting to unlock the detection signal, and detecting the current direction of each bridge arm, a bridge arm current flowing through the positive direction from top to bottom, when detecting the bridge arm current direction is negative, the auxiliary circuit breaker closure with the bridge arm in parallel, the bridge arm of the bridge when the detected bypass; arm current direction is positive, the auxiliary circuit breaker and the broken bridge arm in parallel, continue to charge for full bridge MMC sub module of the bridge arm, to unlock the moment the DC bus voltage will not have a significant change, greatly reduces the impact of current unlock time, improve the safety and reliability of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种全桥MMC启动控制方法及系统
本专利技术属于电力系统输配电
，特别涉及一种全桥MMC启动控制方法及系统。
技术介绍
随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用，基于电压源换流器的柔性直流输电技术日益受到重视。模块化多电平换流器(Modularmultilevelconcerter，MMC)是柔性直流输电系统应用中电压源换流器的一种，它由多个子模块按照一定的方式连接而成，通过控制各个子模块实现能量的高效传输。目前MMC电路的子模块主要采用的有HBSM(半桥子模块)、CDSM(双箝位子模块)和FBSM(全桥子模块)，HBSM的运行模式较简单，但是当发生直流双极短路故障时，HBSM组成的MMC桥臂无法有效切断自身故障电流，CDSM具备了直流短路故障的短路电流的切断能力，但它存在传统LCC-HVDC构造多端直流输电网络时潮流翻转困难的问题，而FBSM既具备切断直流短路故障短路电流的能力，也可实现在MMC直流电流不变的前提下，仅通过改变其直流母线电压极性实现潮流翻转。因此，采用FBSM的柔性直流输电系统MMC-HVDC非常适合与传统高压直流输电技术LCC-HVDC构成混合多端直流输电网络。由FBSM构成的MMC-HVDC在启动过程中，与相同条件下由HBSM构成的MMC-HVDC相比，它的子模块电压只能充到半桥子模块电压的一半，且由于上下桥臂的子模块将通过全波整流而充电，此时，上下桥臂交替地输出正和负的电容电压，因此直流母线上的电压在启动过程中一直为零，在解锁时使直流母线电压突变很大，将造成解锁时刻产生很大的冲击电流，在加入保护控制的情况下，会因为解锁时刻的冲击电流而保护闭锁，甚至跳闸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全桥MMC启动控制方法及系统，用于解决在解锁时对直流母线产生很大的冲击电流的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种全桥MMC启动控制方法，包括如下步骤：1)检测三相交流断路器的合闸信号，若检测到合闸信号，则全桥MMC投入启动充电；2)在启动过程中，检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电。进一步地，在启动过程中，每相只投入电流方向为正的桥臂，且该桥臂输出电压为正值。本专利技术还提供了一种全桥MMC启动控制系统，包括三相桥臂，所述三相桥臂包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂都分别包括有FBSM平均值模块，所述每个FBSM平均值模块上都并联有用于旁路FBSM平均值模块的辅助断路器，在启动过程中，检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电。进一步地，所述三相桥臂交流侧母线上分别串联有交流断路器和启动支路。进一步地，所述启动支路是两条并联的支路，其中第一支路上串联有软起开关和软起电阻，第二支路上串联有旁路开关。进一步地，所述FBSM平均值模块为N个级联的全桥MMC子模块的等效。进一步地，在启动过程中，每相只投入电流方向为正的桥臂，且该桥臂输出电压为正值。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的全桥MMC启动控制系统，包括三相桥臂，三相桥臂包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂都分别包括有FBSM平均值模块，每个FBSM平均值模块上都并联有用于旁路FBSM平均值模块的辅助断路器。在启动过程中，检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电，使直流母线侧电压慢慢升高，这样解锁时刻直流母线电压不会产生很大的突变，大大减小了解锁时刻的冲击电流，提高了系统的安全可靠性。附图说明图1为本专利技术的全桥子模块平均值模块构成的MMC示意图；图2为本专利技术差动保护的实现方法的逻辑框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明：本专利技术的一种全桥MMC启动控制系统的实施例：一种全桥MMC启动控制系统，包括三相交流桥臂，三相交流桥臂包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂都分别包括有FBSM平均值模块，每个FBSM平均值模块上都并联有用于旁路FBSM平均值模块的辅助断路器，其中，FBSM平均值模块为N个级联的全桥MMC子模块的等效；三相桥臂交流侧母线上分别串联有交流断路器和启动支路；该启动支路是两条并联的支路，其中一条支路上串联有软起开关和软起电阻，另一条支路上串联有旁路开关。具体的如图1所示，三相交流上桥臂和下桥臂上都分别包括有FBSM平均值模型，在每个FBSM平均值模型上分别并联有辅助断路器VLVAP、VLVAN、VLVBP、VLVBN、VLVCP、VLVCN，A相交流母线上串联有交流断路器KMA和启动支路，该启动支路包括由软起开关SofauA和软起电阻串联组成的第一支路和由旁路开关SofmainA组成的第二支路；B相交流母线上串联有交流断路器KMB和启动支路，该启动支路包括由软起开关SofauB和软起电阻串联组成的第一支路和由旁路开关SofmainB组成的第二支路；C相交流母线上串联有交流断路器KMC和启动支路，该启动支路包括由软起开关SofauC和软起电阻串联组成的第一支路和由旁路开关SofmainC组成的第二支路。利用本专利技术的全桥MMC启动控制系统对全桥MMC启动控制的方法为：闭合三相交流断路器KMA、KMB和KMC，检测三相交流断路器的合闸信号，若检测到合闸信号，启动充电，并闭合启动支路上的软起开关SofauA、SofauB和SofauC，由交流侧软起电阻对换流器全桥子模块进行正半波和负半波充电，直到全桥子模块电压达到稳态，避免用大电流直接对全桥子模块充电，造成全桥子模块中IGBT开关的损坏，接着将所有全桥子模块中特定的开关器件导通，电压再次稳定后，闭合旁路开关SofmainA、SofmainB和SofmainC，旁路软起电阻，继续对全桥子模块充电。如图2所示，KM为合上交流断路器的信号，当检测到KM的上升沿时，此时解锁信号为低电平，开始投入启动逻辑，即RS触发器的R为0，S为1，输出Q(BypassEN)为1，当检测到解锁信号，此时交流断路器KM信号为低电平，即RS触发器的R为1，S为0，输出Q(BypassEN)为0，停止投入启动逻辑。当检测到解锁信号时，检测启动过程中各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，以A相交流桥臂为例，当检测到该桥臂的上桥臂(即FBSM平均值模型)电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器VLVAP，将该桥臂旁路，其输出电压为零；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电，其子模块输出正电压，其中，断路器的控制逻辑如图2所示，将电流iap与0比较，若iap小于0，则比较器输出端输出为1，将输出1与RS触发器输出端输出BypassEN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全桥MMC启动控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)检测三相交流断路器的合闸信号，若检测到合闸信号，则全桥MMC投入启动充电；2)在启动过程中，检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电。

【技术特征摘要】
1.一种全桥MMC启动控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)检测三相交流断路器的合闸信号，若检测到合闸信号，则全桥MMC投入启动充电；2)在启动过程中，检测各个桥臂的电流方向，设流过桥臂的电流正方向为自上而下，当检测到该桥臂电流方向为负时，闭合与该桥臂并联的辅助断路器，将该桥臂旁路；当检测到该桥臂电流方向为正时，断开与该桥臂并联的辅助断路器，继续为该桥臂上的全桥MMC子模块充电。2.根据权利要求1所述的全桥MMC启动控制方法，其特征在于，在启动过程中，每相只投入电流方向为正的桥臂，且该桥臂输出电压为正值。3.一种全桥MMC启动控制系统，包括三相桥臂，所述三相桥臂包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂和下桥臂都分别包括有FBSM平均值模块，其特征在于，所述每个FBSM平均值模块上都并联有用于旁路FBSM平均值模块的辅助断路器，在启动过程中，检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小婷，张爱玲，荆雪记，彭忠，胡永昌，苏进国，周金萍，李艳梅，李泰，肖龙，吴战锋，申帅华，杜少林，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41