一种直流耗能装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流耗能装置的控制方法，包括：当受端交流系统发生故障，从而导致直流系统电压标幺值U

【技术实现步骤摘要】
一种直流耗能装置的控制方法
本专利技术属于电力电子领域，特别涉及一种直流耗能装置的控制方法。
技术介绍
柔性高压直流输电系统用于海上风电大规模集中送出时，具有送出容量大、传输距离远、没有无功损耗、系统控制灵活、适合海底电缆传输等诸多优势。在海上风电大规模集中送出系统中，如图1所示，风电直流送出系统包括依次连接的送端换流站、直流系统、受端换流站，受端换流站连接至陆上的交流电网，送端换流站连接至风力发电系统(即风电系统)中的无源交流系统。在风电直流送出系统中，受端换流站依照定直流电压运行，维持直流电压的稳定；送端换流站由于接入无源交流电网，只能运行在定交流电压模式，以维持风电场交流电压的幅值和频率稳定；风电直流送出系统中的直流系统的送出功率由风电场的发电功率决定。当受端换流站所连接的交流电网发生故障导致其交流电压偏低，受端换流站功率送出能力随之下降；而送端换流站的送入功率受风机惯性影响，无法迅速调节；此时能量在直流系统中积累，将会引起直流系统电压升高。过高的直流电压会导致直流系统无法正常运行，并且危害换流站、直流系统中直流输电线路上各设备的安全，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述直流耗能装置由集中耗能电阻和至少1个电力电子开关串联构成，所述直流耗能装置设置于直流系统中且连接受端换流站，所述受端换流站连接交流电网，所述控制方法包括以下步骤：/nA、当所述交流电网发生的故障导致所述直流系统电压标幺值信号U

【技术特征摘要】
1.一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述直流耗能装置由集中耗能电阻和至少1个电力电子开关串联构成，所述直流耗能装置设置于直流系统中且连接受端换流站，所述受端换流站连接交流电网，所述控制方法包括以下步骤：
A、当所述交流电网发生的故障导致所述直流系统电压标幺值信号Upu升高至大于投入阈值UEab时，解锁所述直流耗能装置，并记录所述直流系统盈余功率标幺值信号Ppu在解锁瞬间的幅值Ppu0；
B、在所述直流耗能装置解锁期间，根据所述解锁瞬间的盈余功率标幺值信号Ppu0确定基准信号Dp；
C、以所述基准信号Dp作为用于控制所述电力电子开关的中间占空比信号D0，调制生成用于控制所述电力电子开关的开关信号TT，对所述直流耗能装置进行控制；
当所述交流电网故障消失，所述直流系统电压标幺值信号Upu在所述直流系统恢复过程中下降到小于退出阈值UDEab时，闭锁所述直流耗能装置。


2.根据权利要求1所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
在执行所述步骤A之前，执行如下各步骤：
O2、基于所述直流系统的电压信号Uf计算得到所述直流系统的盈余功率信号P；
O3、对所述电压信号Uf和所述盈余功率信号P进行标幺化处理，得到所述直流系统电压标幺值信号Upu和所述直流系统盈余功率标幺值信号Ppu。


3.根据权利要求2所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
在所述步骤O2之前执行步骤：
O1、测量得到所述直流系统的电压信号Um，并对所述电压信号Um进行滤波，得到所述电压信号Uf。


4.根据权利要求2所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述盈余功率信号P满足：
P＝(CeqUf)dUf/dt，
其中，Ceq为所述直流系统的等效充电电容；dUf/dt为所述电压信号Uf对时间t求导。


5.根据权利要求3所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述步骤O1的信号实现方法包括步骤：
测量得到所述直流系统的电压信号Um；
将所述电压信号Um延迟T0/2后与所述电压信号Um相加得到信号U1，其中，在任一时刻t1，把所述电压信号Um在时刻t1的幅值和所述电压信号Um在时刻(t1-T0/2)的幅值相加作为所述信号U1在时刻t1的幅值；
将所述信号U1延迟T0/4后与所述电压信号U1相加得到信号U2，其中，在任一时刻t2，把所述电压信号U1在时刻t2的幅值和所述信号U1在时刻(t2-T0/4)的幅值相加作为所述信号U2在时刻t2的幅值；
将所述信号U2各时刻的幅值除以4后，得到的信号即为所述滤波的结果，也即所述直流系统的电压信号Uf，
其中，T0为所述直流耗能装置中电力电子开关的开关周期。


6.根据权利要求2-5任一所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述步骤O2的信号实现方法包括步骤：
在任一时刻t3经滤波得到直流系统电压信号UA，在上一时刻经滤波得到直流系统电压信号UB，在时刻t3，dUf/dt＝(UA-UB)ff，则在时刻t3对应于所述直流系统电压信号UA的直流系统的盈余功率信号P＝CeqUA(UA-UB)ff，
其中，
ff为测量得到所述直流系统的电压信号Um时对所述电压信号Um进行采样的频率，所述时刻t3为任一次采样的时刻，所述上一时刻为所述时刻t3前一次采样的时刻。


7.根据权利要求6所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述步骤O3的信号实现方法包括步骤：
将所述直流系统电压信号Uf在各时刻的幅值除以所述直流系统的电压的基准值，得到所述直流系统电压标幺值信号Upu；
将所述直流系统的盈余功率信号P在各时刻的幅值除以所述直流系统的功率的基准值，得到所述直流系统盈余功率标幺值信号Ppu。


8.根据权利要求1或7所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述直流耗能装置解锁、闭锁的控制方法为：
当Upu>UEab时，解锁所述直流耗能装置；
当UDEab<Upu<UEab时，维持所述直流耗能装置的原有解锁/闭锁状态不变；
当Upu<UDEab时，闭锁所述直流耗能装置。


9.根据权利要求8所述的一种直流耗能装置的控制方法，其特征在于，
所述直流耗能装置解锁、闭锁的控制方法的信号实现方法包括步骤：
将各时刻的所述直流系统电压标幺值信号Upu的幅值均与所述投入阈值UEab比较大小，以得到输出信号S1，其中，在任一时刻，若所述直流系统电压标幺值信号Upu的幅值大于所述投入阈值UEab、则所述输出信号S1的幅值为1，若所述直流系统电压标幺值信号Upu的幅值小于所述投入阈值UEab、则所述输出信号S1的幅值为0；
将各时刻的所述直流系统电压标幺值信号Upu的幅值均与所述退出阈值UDEab比较大小，以得到输出信号S2，其中，在任一时刻，若所述直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔康生，许超群，余占清，曾嵘，陈政宇，张翔宇，刘宇畅，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51