[发明专利]一种直流工程成套耗能装置及其控制系统

权利要求书

1.一种直流工程成套耗能装置，其特征在于，包括耗能控制保护装置和耗能一次拓扑装置，所述耗能控制保护装置对所述耗能一次拓扑装置进行信息采集和输出控制指令；所述耗能一次拓扑装置整体连接于柔性直流系统正、负极母线间；当直流体系存在冗余功率时，所述耗能控制保护装置向所述耗能一次拓扑装置发出指令，使所述耗能一次拓扑装置消耗冗余功率；当柔性直流正常运行时，耗能控制保护装置控制所耗能一次拓扑装置进入耗能切除状态。

2.根据权利要求1所述的一种直流工程成套耗能装置，其特征在于，所述耗能一次拓扑装置包括2N个半桥子模块SM，2个阻值不同的电阻耗能电阻R₁和耗能电阻R₂，开关器件K1和开关器件K2，所述耗能电阻R₁、耗能电阻R₂和开关器件K1、开关器件K2串联，并与所述半桥子模块SM串联；其中2N个所述半桥子模块SM相互串联，处于两端的所述半桥子模块SM分别接入直流系统正、负极母线，所述耗能电阻R₁和耗能电阻R₂的连线与第N个所述半桥子模块SM_N和第N+1所述半桥子模块SM_N+1之间的连接线通过短线相连，第1~N个所述半桥子模块SM称为上桥臂子模块SM，第N+1~2N个所述半桥子模块SM称为下桥臂子模块SM。

3.根据权利要求2所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，所述控制系统识别直流系统中是否存在冗余功率，并通过控制所述开关器件K1和开关器件K2的分段以及所述半桥子模块SM的投切来控制所述耗能一次拓扑装置处于耗能投入或耗能切除状态。

4.根据权利要求3所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，当所述直流工程成套耗能装置的控制系统检测到直流体系中存在冗余功率时，下达指令给所述耗能一次拓扑装置，使所述耗能一次拓扑装置处于所述耗能投入状态，消耗直流体系中存在的冗余功率。

5.根据权利要求4所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，在所述耗能投入状态时，所述耗能一次拓扑装置中的所述开关器件K1和开关器件K2同时闭合，使所述耗能电阻R₁和所述耗能电阻R₂投入直流体系中，对直流体系中存在的冗余功率进行消耗。

6.根据权利要求5所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，在所述耗能投入状态时，所述直流工程成套耗能装置的控制系统通过对直流体系中存在的冗余功率进行计算，通过计算得到的冗余功率的值选择并控制所述耗能一次拓扑装置中所述上桥臂子模块SM和下桥臂子模块SM在直流体系中导通的数目，在所述耗能电阻R₁和所述耗能电阻R₂连接线出生成不同的电压，控制所述耗能电阻R₁和耗能电阻R₂上的电压分配。

7.根据权利要求3所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，当所述直流工程成套耗能装置的控制系统检测到直流体系中不存在冗余功率时，下达指令给所述耗能一次拓扑装置，使所述耗能一次拓扑装置处于所述耗能切除状态。

8.根据权利要求7所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，所述耗能切除状态下，所述耗能一次拓扑装置中的开关器件K1和开关器件K2同时打开，所述耗能电阻R₁和所述耗能电阻R₂退出直流体系，同时控制所述耗能一次拓扑装置中所述上桥臂子模块SM和下桥臂子模块SM各自选择电容电压低的半桥子模块SM投入到直流体系中，其余的所述半桥子模块SM切除。

9.根据权利要求3~8任意一项所述的一种直流工程成套耗能装置的控制系统，其特征在于，所述半桥子模块连接有开关器件T1和开关器件T2，当所述开关器件T1闭合，所述开关器件T2断开时，所述半桥子模块SM投入到直流体系中，当所述开关器件T1断开，所述开关器件T2闭合时，所述半桥子模块SM在直流体系中切除。