[发明专利]耗能模块、耗能装置及其控制方法与控制装置

说明书

本发明公开了一种耗能模块、耗能装置及其控制方法与控制装置，该耗能模块包括第一单向导通单元、电压钳位单元、耗能单元、电容及均压模块；第一单向导通单元与电压钳位单元组成串联支路后，分别与耗能单元、电容及均压模块相互并联；均压模块包括相互串联的第一均压电阻及均压单元，均压单元包括相互并联的第二均压电阻及第一开关；当第一开关关断时，第一均压电阻及第二均压电阻实现静态均压；当第一开关导通时，均压模块实现动态均压。本发明当第一开关关断时，第一均压电阻及第二均压电阻实现静态均压；当第一开关导通时，均压模块实现动态均压，实现静态均压和动态均压的一体化设计。

技术领域

本发明涉及直流输配电技术领域，尤其涉及耗能模块、耗能装置及其控制方法与控制装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

直流输电系统在受端系统故障时，直流功率无法正常送出，盈余的直流功率将导致直流输电系统电压上升，特别是海上风电直流送出系统，其海上风电送出的功率无法快速降低，这将导致直流输电系统电压的持续上升，危害直流输电系统的运行安全。为了解决盈余功率带来的问题，需引入耗能装置消耗相应的功率，保障直流输电系统安全运行。

耗能装置在直流输电系统运行时，有可能数个月都不投入使用。现有技术中，耗能装置一般仅设置有静态均压电路，并通过耗能回路来实现耗能子模块间的动态均压。但是，鉴于耗能装置中的耗能回路单体功率太大，单个耗能装置的投入对直流输电系统，相当于一个数兆瓦的功率扰动，且耗能回路功率太大，导致系统动态均压的时间间隔较短，其短时的投入退出不利于系统运行。另外，若直接在耗能装置中增加动态均压支路，其将面临增加一个高压的IGBT单元及其均压电阻，导致动态均压电阻及与静态均压电阻冗余，不利于设备造价及高功率密度设计。

因此，现有的耗能装置存在静态均压电阻与动态均压电阻冗余，及动态均压过程对系统功率扰动较大的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种耗能模块，用以实现静态均压与动态均压的一体化设计，该耗能模块包括：

第一单向导通单元、电压钳位单元、耗能单元、电容及均压模块；

第一单向导通单元与电压钳位单元组成串联支路后，分别与耗能单元、电容及均压模块相互并联；

其中，均压模块包括相互串联的第一均压电阻及均压单元，均压单元包括相互并联的第二均压电阻及第一开关；当第一开关关断时，第一均压电阻及第二均压电阻实现静态均压；当第一开关导通时，均压模块实现动态均压。

本发明实施例还提供一种耗能装置，用以实现静态均压与动态均压的一体化设计，该耗能装置包括上述任一实施例所述的耗能模块。

耗能本发明实施例还提供一种耗能装置的控制方法，用以实现静态均压与动态均压的一体化设计，该耗能装置的控制方法包括：

在触发耗能装置的使能逻辑时，确定耗能装置中需要投入的耗能模块的触发数量K；

监测耗能装置中各个耗能模块中的电容电压；

按照从大到小的顺序对耗能装置中各个耗能模块中的电容电压进行排序，控制电容电压排在前K个的耗能模块投入。

本发明实施例还提供一种耗能装置的控制装置，用以实现静态均压与动态均压的一体化设计，该耗能装置的控制装置包括：

数量确定模块，用于在触发耗能装置的使能逻辑时，确定耗能装置中需要投入的耗能模块的触发数量K；

第一电压监测模块，用于监测耗能装置中各个耗能模块中的电容电压；

投入控制模块，用于按照从大到小的顺序对耗能装置中各个耗能模块中的电容电压进行排序，控制电容电压排在前K个的耗能模块投入。