[发明专利]分布式直流耗能装置及其控制方法和控制模块

说明书

本申请提供分布式直流耗能装置及其控制方法和控制模块。所述控制方法包括：基于所述分布式直流耗能装置的消耗功率，计算需投入的耗能子模块的第一数量；基于直流母线电压测量值和直流母线电压控制目标值，计算需投入的耗能子模块的第二数量；将所述第一数量和所述第二数量之和，作为需投入的耗能子模块的总数量；基于所述需投入的耗能子模块的总数量，控制投入或退出所述耗能子模块。

技术领域

本申请涉及电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及分布式直流耗能装置及其控制方法和控制装置。

背景技术

在高压直流输电系统中，直流耗能装置是至关重要的设备。直流耗能装置主要应用于新能源发电输送的应用场景，如果发电端为与风电类似的惯性电源，当受电端发生故障时，由于功率无法送出，将在直流侧积累能量，造成直流输电线路的电压升高，对设备的安全运行造成危害。

分布式直流耗能装置需要对耗能子模块进行均压控制，即当某一耗能子模块电压低于某一下限或高于某一上限时，需要强制退出或投入，以保证耗能子模块电压在正常波动内。当需投入的耗能子模块数目变化较大时，意味着部分耗能子模块电压在未达到电压限值时就需要被强制投入或退出，从而增大了子模块开关频率。

现有技术只是简单地将直流电压与目标值的差值做PI控制调节，但是PI参数调节较为麻烦，且一旦选取后基本就不会改变。实际工程中随着输电系统工况或者故障类型不同，容易导致一种工况或者故障类型下表现性能表现良好，在另一种工况或者性能下性能变差的情况。

在文献(CN109861269A)中公开的技术方案是检测故障发生时送端功率作为初始值，首先该功率值的获取一般依赖于耗能装置控制系统与上层系统例如PCP的实时通讯，其次将送端功率与单个耗能组件功率的比值作为初始值。该方案一定程度上考虑了不同工况下的调节，但是没有考虑受端功率限制影响，更没有考虑受端不同的故障类型对受端功率限制影响，例如满功率输送负荷时，显然单相短路下，受端系统仍然能够传输原有功率的2/3，采用当前输送功率的1/3会比当前整个输送功率在计算PI控制初值时更为合适，该方案不能实现无差控制直流电压，将提高对电缆绝缘要求。同时将控制放置在送端，由于耗能装置的目的就是保证受端交流故障期间保证送端功率不变，即不同故障下送端功率都是不变的，但不同故障下合适的初值是不一样的，因此为了实现精准切功率需要与受端站进行通信。

发明内容

本申请实施例提供一种分布式直流耗能装置的控制方法，包括：基于所述分布式直流耗能装置的消耗功率，计算需投入的耗能子模块的第一数量；基于直流母线电压测量值和直流母线电压控制目标值，计算需投入的耗能子模块的第二数量；将所述第一数量和第二数量之和，作为需投入的耗能子模块的总数量；基于所述需投入的耗能子模块的总数量，控制投入或退出所述耗能子模块。

根据一些实施例，所述装置的消耗功率等于所述装置所在支路的电流和直流电压的乘积。

根据一些实施例，所述基于所述装置的消耗功率，计算需投入的耗能子模块的第一数量，包括：将所述装置的消耗功率除以单个所述耗能子模块投入时的平均功率，再乘以加权系数，得到所述需投入的耗能子模块的第一数量。

根据一些实施例，所述基于直流母线电压测量值和直流母线电压控制目标值，计算需投入的耗能子模块的第二数量，包括：将所述直流母线电压测量值与所述直流母线电压控制目标值相减，得到电压差值；将所述电压差值乘以比例系数，得到所述需投入的耗能子模块的第二数量。