專利名稱：一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法
技術領域：
本發明屬于柔性輸電領域，具體涉及一種柔性直流輸電控制系統的子模塊冗余配置方法。
背景技術：
柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨立調節有功和無功的傳輸、提高交流系統的輸電能力，易于構成多端直流輸電系統，在可再生能源的發電并網、孤島城市供電以及交流系統互聯等應用領域，具有明顯的競爭力。當采用半橋或者全橋的子模塊串聯方式構成換流器拓撲時，換流器輸出電壓是由子模塊輸出電平決定的，以半橋為例，根據子模塊上下管的開通、關斷狀態，以及橋臂電流的方向，畫出子模塊的運行狀態見

圖1，該圖(a)、(d)為無觸發脈沖工作狀態，(b)、(e)為上管開通子模塊投入工作狀態，(C)、Cf)為下管開通子模塊切除工作狀態，箭頭表示橋臂電流方向。子模塊的投入/切除狀態和開關器件的觸發狀態對應關系為:當子模塊的上管IGBTl觸發導通時，子模塊處于投入狀態，下管IGBT2觸發導通時，子模塊處于切除狀態，閉鎖脈沖是一種僅僅在初始閥充電階段會出現的狀態，正常運行時不會出現。在閥正常帶電解鎖運行期間，處于正常狀態的子模塊都是投入或者切除狀態，輸
出電平如下式所示；
權利要求
1.一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，所述柔性直流輸電控制系統中，多臺閥控電子設備與同一個橋臂連接，橋臂包含冗余子模塊，其特征在于所述方法的內容是:每個閥控電子設備通過光纖通訊協議返回給上位機控制系統處于正常狀態或故障狀態的子模塊數量；由上位機計算橋臂當前冗余子模塊數量，計算的方法為:橋臂子模塊總數-該橋臂正常工作期間投入的最大子模塊數量-故障子模塊數量；然后在多臺閥控電子設備上按比例分配冗余子模塊；調整冗余子模塊個數是通過周期性調整每臺閥控電子設備的分配系數來進行的。
2.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:所述調整周期是閥控電子設備的DSP運行周期的整數倍。
3.如權利要求1所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:當閥控電子設備為m臺時，m為大于等于2的整數，設定冗余個數分配比例系數系數滿足關系:E kj=l,0 ( kj ( 1，其中j=l，2，…，m，各閥控電子設備按照冗余個數分配比例系數得到各自冗余子模塊數量n _其中，是橋臂當前冗余子模塊數量。
4.如權利要求3所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:在閥充電解鎖運行后，冗余個數分配比例系數h調整計算是根據當前每個子模塊的電容電壓偏離額定值的程度以及結合橋臂電流方向進行計算得到；調整的方法是根據偏離額定值的程度函數，按照指定步長調整該系數，調整的限制原則是:冗余個數變成O，或者單橋臂總冗余個數，停止調整。
5.如權利要求3所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:充電前，工作期間投入的最大子模塊數量是根據換流器輸出電平要求預估得到，再根據各閥控電子設備返回的正常狀態或故障狀態的子模塊數量，統計得到橋臂故障的子模塊，由此得到橋臂當前冗余子模塊數量K。
6.如權利要求3所述的一種柔性 直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:設定閥控電子設備初始冗余個數采用如下兩種方法中的任意一種:一種方法是平均分配方式，即不管每臺閥控電子設備連接子模塊數量，初始分配系數均為1/m，其中m為大于等于2的整數；另外一種方法是按照每臺閥控電子設備連接子模塊數量比例進行分配。
7.如權利要求3所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:如果運行期間出現橋臂子模塊故障導致該橋臂冗余子模塊數量減少，或者該橋臂正常工作期間投入的最大子模塊數量發生改變時，當前冗余個數將發生變化，由上位機重新核算后按照冗余個數分配比例系數&對每臺閥控電子設備分別進行分配。
8.如權利要求7所述的一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，其特征在于:該橋臂正常工作期間，每臺閥控電子設備下發命令投入子模塊個數時，必須在保留冗余個數的情況下，在剩下的非冗余子模塊中挑出相應個數的子模塊用于工作投入，方法是將剩下的非冗余子模塊個數作為本閥控電子設備投入子模塊數量命令的上限。
全文摘要
本發明公開一種柔性直流輸電控制系統子模塊冗余配置方法，所述柔性直流輸電控制系統中，多臺閥控電子設備與同一個橋臂連接，橋臂包含冗余子模塊；每個閥控電子設備通過光纖通訊協議返回給上位機控制系統處于正常或故障狀態的子模塊數量；由上位機計算橋臂當前冗余子模塊數量，計算的方法為橋臂子模塊總數-該橋臂正常工作期間投入的最大子模塊數量-故障子模塊數量；然后在多臺閥控電子設備上按比例分配冗余子模塊；調整冗余子模塊個數是通過周期性調整每臺閥控電子設備的分配系數來進行的。此方法用于模塊化多電平柔性直流換流閥橋臂的冗余子模塊在連接的多個閥控電子設備之間的分配，以及在考慮冗余分配的情況下控制系統對子模塊的投切策略。
文檔編號H02J1/10GK103227464SQ201310095200
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月22日 優先權日2013年3月22日
發明者胡兆慶, 董云龍, 田杰, 李海英, 曹冬明 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司