[发明专利]一种过压保护方法、装置和模块化多电平换流阀

说明书

本申请公开了一种过压保护方法、装置和模块化多电平换流阀，具体为获取每个子模块的电容电压，并根据所有电容电压计算每一桥臂上所有子模块的平均电容电压；若换流阀处于解锁状态，根据电容电压是否超过第一预设保护定值判断是否有子模块出现过压；如果出现过压的子模块的个数与已旁路子模块个数之和大于冗余模块数量，则闭锁换流阀并跳闸；如果它们之和小于或等于冗余模块数量，则闭锁并旁路掉出现过压的子模块。若换流阀处于闭锁状态；如果任一桥臂子模块平均电容电压大于预设定值，旁路掉电容电压大于第二预设保护定值的子模块；如果任一桥臂子模块平均电容电压小于预设定值，旁路掉电容电压大于第三预设保护定值的子模块。通过上述操作，实现了对子模块的过压保护。

技术领域

本申请涉及电网技术领域，更具体地说，涉及一种过压保护方法、装置和模块化多电平换流阀。

背景技术

基于模块化多电平换流阀的柔性直流输电技术，可以独立、快速控制系统有功功率和无功功率，并提高系统的稳定性，广泛应用于大规模风力发电等新能源并网领域。其中换流阀作为柔性直流输电工程最为核心的设备，它是由大量电力电子器件组成的子模块串并联构成，对于一些大容量换流阀的子模块，单个价格在20万元人民币以上。

而换流阀的子模块在一些非正常工况下极易发生过压现象，如此昂贵的子模块一旦因过压被损毁，不仅经济损失惨重，也会影响整个换流阀的运行状况，乃至影响到整个柔性直流换流站的稳定运行，因此有必要对子模块进行过电压保护。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种过压保护方法、装置和模块化多电平换流阀，用于对模块化多电平换流阀的子模块进行过压保护，防止其发生过压损毁。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种过压保护方法，应用于模块化多电平换流阀，所述换流阀包括6个桥臂，每个桥臂上包括多个子模块，所述过压保护方法包括步骤：

获取每个所述子模块的电容电压，并根据所有电容电压计算每一所述桥臂上所有子模块的平均电容电压；

判断所述换流阀是否整体处于闭锁状态；

若所述换流阀处于解锁状态，根据所述电容电压是否超过第一预设保护定值判断是否有所述子模块出现过压，所述第一预设保护定值介于所述子模块的额定电压与最大耐受电压之间；

当判定一个或多个所述子模块出现过压时，判断出现过压的所述子模块的与之前被旁路掉的所述子模块的总数是否大于冗余模块数量；

如果所述总数大于所述冗余模块数量，则闭锁所述换流阀并跳闸；

如果所述总数小于或等于所述冗余模块数量，则旁路掉出现过压的所述子模块。

若所述换流阀处于所述闭锁状态，判断所述平均电容电压是否大于预设定值，所述预设定值介于所述额定电压与所述最大耐受电压之间；

如果所述平均电容电压大于所述预设定值，旁路掉电容电压大于第二预设保护定值的所述子模块，所述第二预设保护定值介于所述额定电压与所述最大耐受电压之间；

如果所述平均电容电压小于所述预设定值，旁路掉电容电压大于第三预设保护定值的所述子模块，所述第三预设保护定值介于所述额定电压与所述最大耐受电压之间。

可选的，所述第一预设保护定值大于所述预设定值，所述第二预设保护定值大于所述第一预设保护定值，所述第三预设保护定值大于所述第二预设保护定值。

可选的，所述所有子模块不包括之前已经被旁路掉的子模块。

一种过压保护装置，应用于模块化多电平换流阀，所述换流阀包括6个桥臂，每个桥臂上包括多个子模块，所述过压保护装置包括：