模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块制造方法及图纸

本发明专利技术实施方式公开了一种模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块。模块化多电平换流器包括N个子模块，控制系统包括：控制模块，其用于发出控制指令；集线器，与N个子模块分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块；其中N个子模块中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。本发明专利技术实施方式实现了一种分布式控制MMC的技术方案，可以克服集中式控制的安全问题。

Control system, method, device and sub module of modular multilevel converter

【技术实现步骤摘要】
模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块
本申请涉及模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器的控制系统、方法、装置和子模块。
技术介绍
MMC是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块(submodule)级联的方式，可以叠加输出很高的电压，并且还具有输出谐波少、模块化程度高等特点，因而在电力系统中具有广泛的应用前景。目前常见的子模块拓扑包括半桥型子模块、全桥型子模块和双箝位型子模块，等等。其中，半桥型子模块是目前工程中应用最为普遍的，但是其不具备直流故障穿越能力，需要依靠交流断路器实现故障电流的切除。全桥子模块和双箝位子模块都具备直流故障穿越能力，但是由于投资和运行损耗较大，目前尚无大规模的工程应用。在现有技术中，所有的子模块均由统一的中央控制单元集中控制。然而，集中控制方式具有安全性问题。比如，当中央控制单元故障时，所有的子模块都无法工作。而且，将所有的子模块的控制功能集中到统一的中央控制单元执行，还可能降低MMC的实时性能。...

【技术保护点】
1.一种模块化多电平换流器(70)的控制系统(100)，其特征在于，所述模块化多电平换流器(70)包括N个子模块(31…3N)，所述控制系统(100)包括：/n控制模块(80)，其用于发出控制指令；/n集线器(50)，与所述N个子模块(31…3N)分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块(31…3N)；/n其中所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器(70)的控制系统(100)，其特征在于，所述模块化多电平换流器(70)包括N个子模块(31…3N)，所述控制系统(100)包括：
控制模块(80)，其用于发出控制指令；
集线器(50)，与所述N个子模块(31…3N)分别连接，其用于接收所述控制指令，将所述控制指令发送到所述N个子模块(31…3N)；
其中所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，用于分别地确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定自身属于所述子模块集合时，执行所述控制指令；其中N为大于或等于2的正整数。


2.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器的控制系统(100)，其特征在于，所述子模块集合包含：
一个主控子模块；
一或多个非主控子模块；
其中所述主控子模块，其用于在确定出所述子模块集合之后且执行所述控制指令之前，经由所述集线器(50)向所述一或多个非主控子模块发送同步时钟信号；所述一或多个非主控子模块，其用于基于所述同步时钟信号与所述主控子模块保存时钟同步。


3.根据权利要求2所述的模块化多电平换流器(70)的控制系统(100)，其特征在于，
所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块分别包含一个各自的处理模块(311…3N1)；
其中所述处理模块(311…3N1)，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，及从所述子模块集合中确定出主控子模块和非主控子模块。


4.根据权利要求1所述的模块化多电平换流器的控制系统(100)，其特征在于，
所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，还分别用于测量自身中电容的电压值，将各自的电压值发送到所述集线器(50)；
所述集线器(50)，还用于将所述N个子模块(31…3N)的各自的电压值发送到所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块；
所述N个子模块(31…3N)中的每一个子模块，还分别用于基于所述N个子模块(31…3N)的各自的电压值控制自身中电容的工作状态。


5.一种模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，包括：
通信模块(301)，其能够与一个集线器连接，用于接收控制指令；
处理模块(302)，用于确定出适配于执行所述控制指令的子模块集合，并当确定所述子模块属于所述子模块集合时，将所述控制指令发送到执行模块(303)；
执行模块(303)，用于执行所述控制指令。


6.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：
存储模块(305)，用于存储第一逻辑，所述第一逻辑适配于确定子模块集合；
其中所述处理模块(302)，用于从所述存储模块(305)中调取所述第一逻辑，基于所述第一逻辑确定适配于执行所述控制指令的子模块集合。


7.根据权利要求6所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，
所述存储模块(305)，还用于存储第二逻辑，所述第二逻辑适配于确定一个主控子模块以及一或多个非主控子模块；
其中所述处理模块(302)，还用于从所述存储模块(305)中调取所述第二逻辑，基于所述第二逻辑在所述子模块集合中确定出一个主控子模块以及一或多个非主控子模块。


8.根据权利要求5所述的模块化多电平换流器的子模块(300)，其特征在于，还包括：
保护模块(306)，用于检测所述子模块(300)的工作状态，当所述工作状态为异常时，隔离所述子模块(300)且经由所述通信模块(301)向所述集线器发送故障报警消息。


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【专利技术属性】
技术研发人员：赵研峰，姚吉隆，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE