[发明专利]多线直流潮流控制器、控制系统及方法

权利要求书

1.多线直流潮流控制器，其特征是，包括：

电流桥及潮流控制模块；

所述电流桥由两个单向流通的并联支路构成，所述并联支路的两端的公共点之间连接有潮流控制模块；

所述电流桥以使流过潮流控制模块内部的电流为单向；

所述电流桥为由四组二极管构成二极管电流桥；

所述潮流控制模块被配置为通过电力电子器件周期性的控制电容、电阻元件的动态投切，即通过调节各线路控制信号的占空比来改变串入线路中的等效电阻，进而来调节线路的潮流；所述潮流控制模块包括IGBT构成的S_P，电容、电阻和二极管，所述电阻和二极管并联后串联电容，最后整体再与S_P并联；所述潮流控制模块分别与电流桥左侧二极管共阴极点和右侧二极管共阳极点相连接。

2.如权利要求1所述的多线直流潮流控制器，其特征是，所述多线直流潮流控制器应用于n+1端网格状柔性直流电网时，假设电流方向自上而下，开关S_P受斩波信号的控制，周期性的导通和关断，控制信号的占空比为D，则一个周期T内，开关S_P导通的时间为DT，开关S_P关断的时间为(1-D)T，S_P关断时，二极管将电阻短路，所以潮流控制模块内负荷电流通过二极管给电容充电，获得电容充电起始使电压、结束电压及充电时间的表达式。

3.如权利要求2所述的多线直流潮流控制器，其特征是，所述开关S_P导通时，负荷电流自然会流过低阻抗通路-开关S_P，此时电容开始放电，开关S_P导通，二极管两端承受电容的反压关断，此时电容通过开关S_P和电阻R放电，获得电容放电起始电压、结束电压及放电时间的表达式；

基于上述表达式，获得等效电流。

4.如权利要求3所述的多线直流潮流控制器，其特征是，所述开关S_P导通时，潮流控制模块施加在线路上的电压为电容的充电电压，开关S_P关断时，潮流控制模块施加在线路上的电压为零，获得潮流控制模块施加在线路上的等效电压，基于等效电压及流过潮流控制模块的电流为线路的稳态电流，获得其等效电阻。

5.如权利要求1所述的多线直流潮流控制器，其特征是，当周期、电阻、电容确定时，每条线路上的潮流控制模块都等效为一个受控制信号占空比影响的可变电阻。

6.基于权利要求1-5任一所述的多线直流潮流控制器的控制方法，其特征是，包括：

旁路模式，潮流控制模式；

所述旁路模式下：所述潮流控制模块处于旁路状态，潮流控制器仅作为负荷电流通路，潮流分布由系统参数决定；

所述潮流控制模式：通过电力电子器件周期性的控制电容、电阻元件的动态投切，实现多线潮流控制功能。

7.基于权利要求1-5任一所述的多线直流潮流控制器的控制系统，其特征是，包括：

电流负反馈单元及电流差增益单元；

所述所述电流负反馈单元，被配置为：以电流控制器的输出电流作为控制目标，采用负反馈调节，实现多条线路的独立控制；

所述电流差增益单元，根据目标电流与潮流控制器的自然潮流差值的大小，在各线路的反馈环节上增添一个增益，使多线直流潮流控制器串入线路中总的等效电阻最小。

8.如权利要求7所述的多线直流潮流控制器的控制系统，其特征是，所述电流差增益单元，具体为：在PI调节器环节之后增加了一个电流差增益D_Ek，目标电流和自然潮流差值最大的线路对应的D_Ei为1，其余线路对应的D_Ej为0，D_k为0～1，因此线路i对应的控制信号S_i≥1，该线路的开关S_Pi保持导通，电流最需要增大的线路所补偿的等效电阻为0，保证串入系统的总电阻最小。