一种MMC、子模块投入个数计算方法、投入方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MMC、子模块投入个数计算方法、投入方法及装置，包括：统计一条桥臂上故障子模块个数；当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n‑k)]，其中Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数。本发明专利技术通过降低每个子模块的调制电压，使更多的冗余子模块参与桥臂电压调制，提高了柔性直流输电换流系统的可靠性。

A Method, Method and Device for Calculating the Number of MMC and Submodule Input

The invention relates to a method, method and device for calculating the input number of MMC and sub-modules, including: counting the number of fault sub-modules on a bridge arm; when the number of fault sub-modules on the bridge arm is less than the number of redundant sub-modules, according to the DC bus voltage, the total number of sub-modules on the bridge arm and the number of fault sub-modules, calculating the modulation voltage of each sub-module on the bridge arm: Vn: = Vd/[2(n_k)], where Vd is the DC bus voltage, Vn is the modulation voltage of each sub-module on the bridge arm, n is the total number of sub-modules on the bridge arm and K is the number of fault sub-modules; the ratio of the modulation wave voltage of the bridge arm and the modulation voltage of each sub-module on the bridge arm is calculated, and the number of the sub-modules put into the bridge arm is obtained. By reducing the modulation voltage of each sub-module, the invention enables more redundant sub-modules to participate in the bridge arm voltage modulation and improves the reliability of the flexible HVDC converter system.

【技术实现步骤摘要】
一种MMC、子模块投入个数计算方法、投入方法及装置
本专利技术涉及一种MMC、子模块投入个数计算方法、投入方法及装置，属于电力系统柔性直流输电

技术介绍
模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)是新一代的直流输电技术，并且柔性直流输电是基于电压源的直流输电，直流线路的电压极性是不变的，因此非常容易构成多端直流输电，可直接向远距离特别是无源系统的小型孤立负荷供电。柔性直流输电换流阀由6个桥臂组成，每个桥臂均包含有若干个冗余子模块，在系统运行时，子模块的额定电压(也可称为调制电压)保持不变，实际参与调制的桥臂子模块个数小于桥臂总子模块个数。例如，在传统控制中，对于某一条桥臂，在该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数情况下，该桥臂上每个子模块调制电压的公式计算为Vn＝Vd/[2(n-m)]。其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上总子模块个数(包括冗余子模块个数)，m为冗余子模块个数。由上述每个子模块调制电压的计算公式可见，计算出来的该桥臂上每个子模块调制电压保持不变，冗余子模块并未实际出力，其虽然参与排序均压，但是桥臂调制电压中并未承担实际电压输出，桥臂投入子模块总数不包含冗余子模块个数，因此造成冗余子模块利用率较低。按照工程8％的冗余配置要求，实际子模块利用率只有92％。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MMC、子模块投入个数计算方法、投入方法及装置，用于解决冗余子模块利用率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种子模块投入个数计算方法，包括如下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数；2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种子模块投入个数计算装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令，以实现上述的子模块投入个数计算方法。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种子模块投入控制方法，包括如下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数；2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数，按照所述子模块投入个数来投入子模块。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种子模块投入控制装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令，以实现上述的子模块投入控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种MMC，包括MMC线路，所述MMC线路中的每条桥臂上设置有n个子模块，n个子模块中有m个冗余子模块，还包括MMC控制装置，所述MMC控制装置包括：统计模块：用于统计一条桥臂上故障子模块个数；计算模块：用于当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；投入模块：用于求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数，按照所述子模块投入个数来投入子模块。本专利技术的有益效果是：通过对子模块调制电压的计算公式进行改进，使得计算出来的每个子模块调制电压比现有技术计算出来的低，降低了子模块的电气应力，进而根据该调制电压值来计算子模块的投入个数，使更多的冗余子模块参与桥臂电压调制，提高了柔性直流输电换流系统的可靠性。作为控制方法和控制装置的进一步改进，为了使子模块电压不发生突变，降低电压、电流冲击，还包括：子模块投入后，在对子模块进行控制时，子模块的电压给定值逐渐调整至所述子模块调制电压。作为控制方法和控制装置的进一步改进，为了提高控制可靠性，控制子模块的电压给定值按照阶跃方式或者按照斜坡方式增大至所述子模块调制电压。作为MMC的进一步改进，为了使子模块电压不发生突变，降低电压、电流冲击，还包括：控制模块：用于子模块投入后，在对子模块进行控制时，子模块的电压给定值逐渐调整至所述子模块调制电压。作为MMC的进一步改进，为了提高控制可靠性，所述控制模块用于控制子模块的电压给定值按照阶跃方式或者按照斜坡方式增大至所述子模块调制电压。作为MMC的进一步改进，为了对三相电流的变换，桥臂的数目为六条。附图说明图1是本专利技术MMC的电路原理图；图2是本专利技术子模块投入个数计算方法的流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。MMC实施例：本实施例提供了一种MMC，其电路原理图如图1所示，包括MMC线路，MMC线路包括六条桥臂，每两个桥臂串联连接，分别连接a、b、c三相。其中每条桥臂上设置有n个子模块，分别表示为SM1、SM2、…、SMn，n个子模块中有m个冗余子模块。由于对MMC每条桥臂上的子模块进行控制的方法，会在下面的子模块投入个数计算方法实施例以及子模块投入控制方法实施例中进行详细介绍，此处不再赘述。子模块投入个数计算方法实施例：为了实现对图1中的MMC各个桥臂上的子模块进行控制，本实施例提供了一种子模块投入个数计算方法，其流程图如图2所示，包括以下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数。其中，柔性直流输电换流阀控制系统采集当前控制周期内桥臂上各子模块的状态信息，并根据子模块状态信息对子模块的状态进行判断，进而统计出故障子模块的个数k。2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数，k≤m，m为冗余子模块个数。通过上述桥臂上每个子模块调制电压Vn的计算公式，可以将非故障子模块全部参与桥臂电压调制，与传统控制相比，降低了桥臂上的每个子模块调制电压值。3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数，计算公式为：Nsm＝Vs/Vn其中，Nsm为桥臂子模块投入个数，Vs为桥臂调制波电压。子模块投入控制方法实施例：在上述子模块投入个数计算方法实施例的基础上，本实施例提供了一种子模块投入控制方法，该控制方法根据子模块投入个数计算方法实施例中计算出的桥臂子模块投入个数Nsm，按照该桥臂子模块投入个数来投入子模块。在投入过程中，结合桥臂电压调制和均压控制算法，产生子模块的开通关断控制指令，并下发给子模块执行，由于此部分内容属于现有技术，此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种子模块投入个数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数；2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n‑k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数。

【技术特征摘要】
1.一种子模块投入个数计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数；2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数。2.一种子模块投入控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)统计一条桥臂上故障子模块个数；2)当该桥臂上故障子模块个数≤冗余子模块个数时，根据直流母线电压、该桥臂上子模块总个数和故障子模块个数，计算得到该桥臂上每个子模块调制电压：Vn＝Vd/[2(n-k)]其中，Vd为直流母线电压，Vn为该桥臂上每个子模块调制电压，n为该桥臂上子模块总个数，k为故障子模块个数；3)求取该桥臂调制波电压和该桥臂上每个子模块调制电压的比值，得到该桥臂子模块投入个数，按照所述子模块投入个数来投入子模块。3.根据权利要求2所述的子模块投入控制方法，其特征在于，还包括：子模块投入后，在对子模块进行控制时，子模块的电压给定值逐渐调整至所述子模块调制电压。4.根据权利要求3所述的子模块投入控制方法，其特征在于，控制子模块的电压给定值按照阶跃方式或者按照斜坡方式增大至所述子模块调制电压。5.一种子模块投入个数计算装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡四全，宣佳卓，董朝阳，俎立峰，王朝亮，丁超，吉攀攀，赵洋洋，秦鸿瑜，慕小乐，王晓丽，樊大帅，樊宏伟，周航，裴杰才，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41