[发明专利]模块化集中式直流耗能系统的控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种模块化集中式直流耗能系统的控制系统及方法，该系统包括：模块电压控制模块用于接收模块化集中式直流耗能系统的模块的电压平均值的指令值和测量值，输出第一模块数；直流电压控制模块用于接收模块化集中式直流耗能系统的直流正负极之间的电压的指令值和测量值，输出第二模块数；求和模块，用于对第一模块数和第二模块数求和，获得需要投入的总模块数；排序均压模块，用于对所有模块的电压进行排序，结合需要投入的总模块数，确定需要投入的模块。本发明可以有效地控制模块化集中式直流耗能系统的直流电压在岸上站交流故障期间不出现严重的过压问题，同时可以有效的控制模块化集中式直流耗能系统的平均电压。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种模块化集中式直流耗能系统的控制系统及方法。

背景技术

近年来，海上风电的开发步伐不断加快。相比高压交流输电并网方式，柔性直流输电具有占地小、控制灵活、不受输送距离制约等优势，尤其适合于远海大规模风电场的电能送出。对于海上风电柔性直流系统，当岸上站交流侧发生故障时，风电场的功率无法全部迅速减小，直流侧电压会因为盈余功率而升高，可能有损坏直流海缆、换流器等设备的风险。

因此，需要加设耗能装置，对于海上柔性直流输电那系统，由于海上站的占地十分有限，因此一般选择在岸上站装设直流耗能装置。针对直流耗能装置，目前的方案主要有集中式耗能装置、分布式耗能装置和混合式耗能装置。其中集中式耗能装置投入期间对系统的冲击较大，同时串联器件之间的均压困难；分布式耗能装置对系统的冲击小，投入期间的直流电压纹波小，模块均压效果好，但是由于其耗能电阻是分布于各个模块的，因此需要水冷系统进行散热，使得成本太高。因此提出模块化集中式耗能装置，其电阻采用的是集中式电阻，开关部分采用的是半桥模块或者全桥模块。

上述模块化集中式耗能装置解决了分布式电阻的散热问题和集中式耗能冲击大的问题，但是由于耗能装置的平均电流是单方向的，因此模块电容的均衡问题需要采用新的控制方案实现。

发明内容

本发明实施例提出一种模块化集中式直流耗能系统的控制系统，能够有效地控制模块化集中式直流耗能系统的直流电压在岸上站交流故障期间不出现严重的过压问题，同时可以有效的控制模块化集中式直流耗能系统的平均电压，所述控制系统包括：直流电压控制模块、模块电压控制模块、求和模块和排序均压模块，其中，

模块电压控制模块用于接收模块化集中式直流耗能系统的模块的电压平均值的指令值和测量值，输出第一模块数；

直流电压控制模块用于接收模块化集中式直流耗能系统的直流正负极之间的电压的指令值和测量值，输出第二模块数；

求和模块，用于对第一模块数和第二模块数求和，获得需要投入的总模块数；

排序均压模块，用于对所有模块的电压进行排序，结合需要投入的总模块数，确定需要投入的模块。

本发明实施例提出一种模块化集中式直流耗能系统的控制方法，应用于上述模块化集中式直流耗能系统的控制系统，能够有效地控制模块化集中式直流耗能系统的直流电压在岸上站交流故障期间不出现严重的过压问题，同时可以有效的控制模块化集中式直流耗能系统的平均电压，该方法包括：

根据模块化集中式直流耗能系统的模块的电压平均值的指令值和测量值，获得第一模块数；

根据模块化集中式直流耗能系统的直流正负极之间的电压的指令值和测量值，获得第二模块数；

对第一模块数和第二模块数求和，获得需要投入的总模块数；

对所有模块的电压进行排序，结合需要投入的总模块数，确定需要投入的模块。