模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法及控制系统技术方案

本申请提供一种模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法、控制系统、电子设备及计算机存储介质。所述判断方法包括：将采集的所述桥臂的电流值与设定的第一正阈值和第二负阈值进行比较；当所述电流值小于所述第一正阈值且大于所述第二负阈值时，采用第一判断模式确定所述电流的方向；其中，所述第一判断模式包括，将所述桥臂中电容的电压的周期变化量的正负作为所述电流的方向；或，将所述电流的方向按照固定周期进行翻转，并将所述翻转的结果作为所述电流的方向。在桥臂电流较小时采用固定周期翻转或根据桥臂内部子模块电容电压的变化来判断桥臂电流方向，可以避免小电流情况下电流采样零漂等因素造成的桥臂电流采样失真问题。真问题。真问题。

【技术实现步骤摘要】
模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法及控制系统


[0001]本申请涉及电力电子
，具体涉及一种模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法、控制系统、电子设备及计算机可读介质。

技术介绍

[0002]模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)广泛应用于柔性直流输电工程、静止同步补偿器和低频输电等电力电子系统领域。模块化多电平换流器每一个桥臂均由N个子模块串联而组成。换流器子模块投入的数量一般由阀控系统来控制。阀控系统是换流器控制保护系统和换流器子模块之间的中间桥梁。阀控系统接收换流器控制保护系统的控制指令并将其进行调制，得到各换流器桥臂需要投入的子模块个数，最终选取合适的子模块进行投入。
[0003]在选择需要投入的子模块时，总体原则是在桥臂充电(即，桥臂电流方向为正)时选择电压较小的子模块投入、在桥臂放电(即，桥臂电流方向为负)时选择电压较大的子模块投入，从而实现整个桥臂内部子模块电压的均衡。因此，桥臂电流方向的判断是阀控系统的关键功能之一。准确有效的桥臂电流方向判断策略对换流器子模块的电压控制和子模块的开关频率抑制均有重要作用。
[0004]目前，桥臂电流方向通常通过桥臂电流采样值的正负来进行判断。当桥臂电流采样值较小时，由于采样零漂和噪声等因素，这种判断方法存在桥臂电流较小时方向判断发生错误，造成子模块投入紊乱，从而导致子模块过压、高频投入等问题，危害系统运行安全。此外，在小电流工况下通过设定防抖时间来判断桥臂电流方向的方法中，由于采样误差等因素，桥臂电流在零附近失真。因此，仅通过防抖时间不能准确判断真实的电流方向。

技术实现思路

[0005]基于此，为了解决传统的电流方向判断方法在电流采样值较小时存在电流方向判断错误的问题，本申请提供了一种模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法，包括：
[0006]将采集的所述桥臂的电流值与设定的第一正阈值和第二负阈值进行比较；
[0007]当所述电流值小于所述第一正阈值且大于所述第二负阈值时，采用第一判断模式确定所述电流的方向；其中，所述第一判断模式包括，
[0008]将所述桥臂中电容的电压的周期变化量的正负作为所述电流的方向；或
[0009]将所述电流的方向按照固定周期进行翻转，并将所述翻转的结果作为所述电流的方向。
[0010]根据本申请的一些实施例，当所述桥臂中电容的电压的周期变化量为正值的持续时间不小于第一防抖时间或者所述周期变化量为负值的持续时间不小于第二防抖时间时，将所述周期变化量的正负作为所述电流的方向。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述周期变化量包括：
[0012]当前周期所述桥臂中电容的电压与上一周期所述桥臂中电容的电压的差值。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述电容的电压包括：
[0014]所述桥臂中所有子模块的电容的电压之和；或
[0015]所述桥臂中所有子模块的电容的平均电压。
[0016]根据本申请的一些实施例，所述将所述电流按照固定周期进行翻转，包括：
[0017]每间隔第一周期，变换一次所述桥臂的电流方向。
[0018]根据本申请的一些实施例，所述第一周期包括：所述桥臂的电流周期的N倍或N分之一，N为大于等于1的自然数。
[0019]根据本申请的一些实施例，当所述电流值小于所述第一正阈值且大于所述第二负阈值的持续时间不小于第三防抖时间时，采用所述第一判断模式确定所述电流的方向。
[0020]根据本申请的一些实施例，所述判断方法，还包括：
[0021]当所述电流值大于等于所述第一正阈值或者小于等于所述第二负阈值时，采用第二判断模式确定所述电流的方向；其中，所述第二判断模式包括，
[0022]将所述电流值的正负作为所述电流的方向。
[0023]根据本申请的一些实施例，当所述电流值大于等于所述第一正阈值或者小于等于所述第二负阈值的持续时间不小于第四防抖时间时，采用所述第二判断模式确定所述电流的方向。
[0024]根据本申请的第一方面，提供一种模块化多电平换流器的控制系统，包括，
[0025]换流器；
[0026]测量单元，用于测量所述换流器中各个桥臂的电流值或各个子模块的电容的电压值；
[0027]阀控系统，用于接收所述测量单元测量的所述桥臂的电流值或所述电容的电压值；
[0028]换流器控制保护系统，用于向所述阀控系统发送所述换流器的桥臂的电压参考波；
[0029]所述阀控系统，还用于根据所述电压参考波控制所述换流器的桥臂的投入数量，并根据所述电流值或电压值采用上述判断方法判断所述换流器的桥臂的电流方向，进而根据所述电流方向向所述换流器发送触发命令。
[0030]根据本申请的另一方面，提供一种，包括：
[0031]一个或多个处理器；
[0032]存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0033]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述判断方法。
[0034]根据本申请的另一方面，还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述判断方法。
[0035]本申请提供的模块化多电平换流器的桥臂电流方向判断方法，在桥臂电流较大时根据桥臂电流采样值与阈值的大小关系来判断桥臂电流方向；在桥臂电流较小时采用固定周期翻转或根据桥臂内部子模块电容电压的变化来判断桥臂电流方向，可以避免小电流情况下电流采样零漂等因素造成的桥臂电流采样失真问题。该判断方法可以在任何工况下、特别是桥臂电流较小的低载运行工况下准确判断桥臂电流方向，为阀控系统的子模块投入
控制策略提供准确指令，在全工况条件下最大限度保证系统安全可靠运行。
[0036]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
[0038]图1示出了根据本申请示例实施例的模块化多电平换流器一个桥臂的示意图；
[0039]图2示出了根据本申请第一示例实施例的桥臂电流方向的判断方法流程图；
[0040]图3示出了根据本申请第二示例实施例的桥臂电流方向的判断方法流程图；
[0041]图4示出了根据本申请第二示例实施例的桥臂电流方向的判断逻辑示意图；
[0042]图5示出了根据本申请第二示例实施例的桥臂电流方向示意图；
[0043]图6示出了根据本申请第三示例实施例的桥臂电流方向的判断方法流程图；
[0044]图7示出了根据本申请第三示例实施例的第一判断模式的逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器桥臂电流方向的判断方法，其特征在于，包括：将采集的所述桥臂的电流值与设定的第一正阈值和第二负阈值进行比较；当所述电流值小于所述第一正阈值且大于所述第二负阈值时，采用第一判断模式确定所述电流的方向；其中，所述第一判断模式包括，将所述桥臂中电容的电压的周期变化量的正负作为所述电流的方向；或将所述电流的方向按照固定周期进行翻转，并将所述翻转的结果作为所述电流的方向。2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，当所述桥臂中电容的电压的周期变化量为正值的持续时间不小于第一防抖时间或者所述周期变化量为负值的持续时间不小于第二防抖时间时，将所述周期变化量的正负作为所述电流的方向。3.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述周期变化量包括：当前周期所述桥臂中电容的电压与上一周期所述桥臂中电容的电压的差值。4.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，所述电容的电压包括：所述桥臂中所有子模块的电容的电压之和；或所述桥臂中所有子模块的电容的平均电压。5.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述将所述电流按照固定周期进行翻转，包括：每间隔第一周期，变换一次所述桥臂的电流方向。6.根据权利要求5所述的判断方法，其特征在于，所述第一周期包括：所述桥臂的电流周期的N倍或N分之一，N为大于等于1的自然数。7.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，当所述电流值小于所述第一正阈值且大于所述第二负阈值的持续时间不小于第三防抖时间时，采用所述第一判断模式确定所述电流的方向。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢宇，董云龙，张君君，邵震霞，周谷庆，胡兆庆，任铁强，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：