[发明专利]一种柔性直流换流阀控制方法及系统

说明书

本发明涉及柔性直流输电技术领域，公开了一种柔性直流换流阀控制方法及系统，根据前一周期子模块的投入切除指令分为投入模块组、切除模块组，根据子模块运行电压的上、下限再将所述投入模块组按照上一周期运行电压分为若干电压分组；再根据当前周期子模块投入数变化量和电流方向对所述模块分组重新组合，通过电压大小进行排序，生成当前周期子模块投切指令。设定合理的子模块运行电压上下限，充分利用子模块电容电压波动裕度；根据投切指令和运行电压上下限对子模块进行分组，通过合理的、连贯的开关频率优化策略，确保子模块最大限度的维持前一周期的投切状态，有效降低子模块的开关频率，降低换流阀子模块损耗，提供子模块稳定运行性能。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流换流阀控制方法及系统。

背景技术

随着模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)技术在新能源并网、配电网扩容、海岛供电、电网互联等方面的应用越来越多，换流阀作为柔性直流输电工程中的核心设备，对换流阀损耗及换流阀的稳定运行提出了更高要求。

模块化多电平换流阀的子模块电容彼此独立，各子模块充放电、损耗、和电容值等的差异会使其电容电压出现不均衡，危害换流阀的正常运行。子模块电容被接入桥臂时，称子模块被投入；反之，称子模块被切除。若桥臂电流为正，处千投入状态的子模块的电容被放电；反之，处千投入状态的子模块的电容被充电。

现有的换流阀损耗确定方法有两种：第一种是给定器件的结温从而计算损耗，该方法虽然能反映一定的器件损耗规律，但由于给定的器件结温可能不是真实的MMC长期稳定运行后的子模块当中的器件结温，因此计算的损耗与真实损耗存在很大的偏差；第二种是给一个初始结温，通过计算得到器件的损耗，根据器件损耗得到新的结温值，再根据新的结温值计算得到新的器件损耗，再根据新的结温值计算得到下一个新的结温值，直到新的结温值比上一次的结温之间的误差小于设定的误差为止，此过程是一个迭代的过程，其随着给定初值结温的设置不同，其迭代的次数也会不同，此外还需要设置迭代误差，导致计算过程比较麻烦且计算量比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流换流阀控制方法及系统，用于解决换流阀损耗高的问题。

本发明所包括的技术方案以及技术方案对应的有益效果如下：

本技术方案提供了一种柔性直流换流阀控制方法，根据前一周期子模块的投入切除指令分为投入模块组、切除模块组，根据子模块运行电压的上、下限再将所述投入模块组按照上一周期运行电压分为若干电压分组；再根据当前周期子模块投入数变化量和电流方向对所述切除模块组和所述电压分组重新组合：当变化量为正时，根据当前电流方向，选择将切除模块组的运行电压提高后与对应高运行电压的电压分组合并，或者，将低运行电压的电压分组运行电压提高后与切除模块组合并；未参与合并的投入模块组的投入指令不变，新合并的模块组按照子模块运行电压大小进行排序，并产生投入和切除指令。

上述技术方案的有益效果为：通过设定合理的子模块运行电压上限和下限，充分利用子模块电容电压波动裕度；根据投入/切除指令和运行电压上、下限对子模块进行分组，通过合理的、连贯的开关频率优化策略，确保子模块最大限度的维持前一周期的投切状态。可以有效降低柔性直流工程解锁运行后子模块的开关频率，降低换流阀子模块损耗，提供子模块稳定运行性能。

进一步的，所述电压分组包括运行电压高于所述上限的高压区模块组、介于上限和下限之间的正常电压区模块组、低于运行电压上限的低压区模块组；若当前电流方向为充电方向，将切除模块组的运行电压提高后与高压区模块组合并。

进一步的，若当前电流方向为放电方向，将低压区模块组运行电压提高后与切除模块组合并。

进一步的，当变化量为负时，若当前电流方向为充电方向，且变化量数量大于或等于高压区模块组子模块个数，将所有投入模块组合并；变化量数量小于高压区模块组子模块个数，将切除模块组的运行电压提高后与高压区模块组合并。