模块化多电平换流器子模块电压抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模块化多电平换流器子模块电压抑制方法及装置，涉及直流输电技术领域，其中该方法包括：采集电网电压值；根据电网电压值确定电网电压有效值；当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故障警告；根据交流故障警告，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，输出各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数；将各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数传递至阀控系统，由阀控系统：根据各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，控制相应个数的子模块投入运行。本发明专利技术可以提高MMC子模块电压抑制的灵活性，降低MMC子模块损耗。损耗。损耗。

【技术实现步骤摘要】
模块化多电平换流器子模块电压抑制方法及装置


[0001]本专利技术涉及直流输电
，尤其涉及模块化多电平换流器子模块电压抑制方法及装置。

技术介绍

[0002][0003]基于模块化多电平换流器（modular multilevel converter，MMC）的柔性直流输电技术已广泛应用，并具有良好的运行效果。由于高压、大通流能力的直流电缆技术经济性较差，绝大多数直流工程仍采用架空输电线路。面对架空线路多发的直流短路故障，MMC型直流输电系统需解决故障的快速隔离与穿越问题，目前具备工程可行性的方案主要有“半桥MMC+直流断路器”和“具备故障自清除能力MMC”两种，其中，具备故障自清除能力MMC一般是由半桥子模块HBSM（half bridge submodule）和全桥子模块FBSM（full bridge submodule）构成的混合型MMC，研究表明，当FBSM的装配比例不低于50%时，由HBSM与FBSM构成的混合型MMC能够实现直流短路故障清除、快速降压、阀组在线投退等技术要求。但仿真中发现，由HBSM与FBSM构成的混合型MMC所组成的双端直流输电系统在受端交流电网发生故障时，由于直流输电系统接收到的功率与所能吸收的功率不平衡，导致子模块电压尤其是全桥子模块电压会有很大的电压冲击。
[0004]针对上述问题，现有技术中存在一些MMC子模块电压抑制的方案，例如在MMC的参考电压中注入高频零序电压和环流中注入高频电流分量，但是一定程度上会增加开关器件的开关频率，造成MMC的损耗，又如，启动换流站停机保护，系统快速切断严重故障下子模块的持续充电回路，即停机来降低储存到子模块电容中的能量来降低子模块过电压水平，但是，系统停机再重启需要一段时间，适应性较差，不够灵活。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种模块化多电平换流器子模块电压抑制方法，用以实现故障穿越时MMC子模块电压抑制，降低MMC子模块损耗，提高MMC子模块电压抑制的灵活性，其中，MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，该方法应用于双端直流输电系统，该方法包括：采集电网电压值；根据电网电压值确定电网电压有效值；当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故障警告；根据交流故障警告，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，输出各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数；将各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数传递至阀控系统，由阀控系统：根据各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，控制相应个数的子模块投入运行。
[0006]本专利技术实施例还提供一种模块化多电平换流器子模块电压抑制装置，用以实现故
障穿越时MMC子模块电压抑制，降低MMC子模块损耗，提高MMC子模块电压抑制的灵活性，其中，MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，该装置应用于双端直流输电系统，该装置包括：交流故障监测模块，用于采集电网电压值；根据电网电压值确定电网电压有效值；当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故障警告；MMC子模块调整模块，用于根据交流故障警告，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，输出各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数；将各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数传递至阀控系统，由阀控系统：根据各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，控制相应个数的子模块投入运行。
[0007]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述模块化多电平换流器子模块电压抑制方法。
[0008]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述模块化多电平换流器子模块电压抑制方法。
[0009]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述模块化多电平换流器子模块电压抑制方法。
[0010]本专利技术实施例中，采集电网电压值，根据电网电压值确定电网电压有效值，当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故障警告，当发出交流故障警告时，为降低剩余功率，利用全桥子模块可以出负压的特性，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，由阀控系统根据各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，控制相应个数的子模块投入运行，使直流电压快速降到零，不再往直流输电系统传输功率，从而使MMC子模块电压不再增大，该方法可以减小双端直流输电系统交流电压故障穿越时的MMC子模块电压冲击，使系统在交流故障穿越过程中可靠平稳的持续运行，提高了MMC子模块电压抑制的灵活性，同时，本专利技术实施例中MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，发生交流故障时，仅通过调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数，实现MMC子模块电压抑制，降低了MMC子模块损耗。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中模块化多电平换流器子模块电压抑制方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例中双端直流输电系统的示意图；图3为本专利技术实施例中模块化多电平换流器子模块电压抑制方法的一具体实施例；图4为本专利技术实施例中模块化多电平换流器子模块电压抑制方法的一具体实施
例；图5为本专利技术实施例中模块化多电平换流器子模块电压抑制装置的示意图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0013]申请人发现，现有技术中存在一些MMC子模块电压抑制的方案，例如在MMC的参考电压中注入高频零序电压和环流中注入高频电流分量，但是一定程度上会增加开关器件的开关频率，造成MMC的损耗，又如，启动换流站停机保护，系统快速切断严重故障下子模块的持续充电回路，即停机来降低储存到子模块电容中的能量来降低子模块过电压水平，但是，系统停机再重启需要一段时间，适应性较差，不够灵活。基于此，申请人提出了一种模块化多电平换流器子模块电压抑制方法。
[0014]图1为本专利技术实施例中模块化多电平换流器子模块电压抑制方法的流程示意图，其中，所述MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，该方法应用于双端直流输电系统，如图1所示，该方法包括：步骤101、采集电网电压值；步骤102、根据电网电压值确定电网电压有效值；步骤103、当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化多电平换流器子模块电压抑制方法，其特征在于，所述模块化多电平换流器MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，所述方法应用于双端直流输电系统，包括：采集电网电压值；根据电网电压值确定电网电压有效值；当电网电压有效值小于预设阈值，触发交流故障警告；根据交流故障警告，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，输出各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数；将各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数传递至阀控系统，由阀控系统：根据各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，控制相应个数的子模块投入运行。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调整MMC各相的上下桥臂的正投入子模块的个数和上下桥臂的负投入子模块的个数至相等，输出各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，包括：将用来计算上下桥臂投入子模块个数的直流偏置量由正常运行时的直流电压参考值切成零；根据各相的单个桥臂的子模块个数和各相的阀侧参考波，确定各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据各相的单个桥臂的子模块个数和各相的阀侧参考波，确定各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数，包括：按如下公式，根据各相的单个桥臂的子模块个数和各相的阀侧参考波，确定各相的上桥臂和下桥臂需要投入的子模块个数：；其中，N
xp
为x相上桥臂需要投入的子模块个数，N
xn
为x相下桥臂需要投入的子模块个数，N为单个桥臂的子模块个数，U
dc_ref
为直流电压参考值，将U
dc_ref
设为0，V
x_ref
为x相阀侧参考波，x=a,b,c。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MMC的有功功率控制器中设置直流电压限值控制器；在触发交流故障警告前，还包括：通过直流电压限值控制器，对直流电压分别进行直流电压上限值控制和直流电压下限值控制。5.一种模块化多电平换流器子模块电压抑制装置，其特征在于，所述模块化多电平换流器MMC包括多个半桥子模块HBSM和多个全桥子模块FBSM，所述装置应用于双端直流输电系统，包括：交流故障监测模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小婷，娄彦涛，宋志顺，任军辉，刘大鹏，杨帆，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：