本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)輸配電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全橋mmc啟動(dòng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著全控型電力電子器件的發(fā)展和電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術(shù)日益受到重視。模塊化多電平換流器(modularmultilevelconcerter，mmc)是柔性直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用中電壓源換流器的一種，它由多個(gè)子模塊按照一定的方式連接而成，通過(guò)控制各個(gè)子模塊實(shí)現(xiàn)能量的高效傳輸。

目前mmc電路的子模塊主要采用的有hbsm(半橋子模塊)、cdsm(雙箝位子模塊)和fbsm(全橋子模塊)，hbsm的運(yùn)行模式較簡(jiǎn)單，但是當(dāng)發(fā)生直流雙極短路故障時(shí)，hbsm組成的mmc橋臂無(wú)法有效切斷自身故障電流，cdsm具備了直流短路故障的短路電流的切斷能力，但它存在傳統(tǒng)lcc-hvdc構(gòu)造多端直流輸電網(wǎng)絡(luò)時(shí)潮流翻轉(zhuǎn)困難的問(wèn)題，而fbsm既具備切斷直流短路故障短路電流的能力，也可實(shí)現(xiàn)在mmc直流電流不變的前提下，僅通過(guò)改變其直流母線電壓極性實(shí)現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn)。因此，采用fbsm的柔性直流輸電系統(tǒng)mmc-hvdc非常適合與傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)lcc-hvdc構(gòu)成混合多端直流輸電網(wǎng)絡(luò)。

由fbsm構(gòu)成的mmc-hvdc在啟動(dòng)過(guò)程中，與相同條件下由hbsm構(gòu)成的mmc-hvdc相比，它的子模塊電壓只能充到半橋子模塊電壓的一半，且由于上下橋臂的子模塊將通過(guò)全波整流而充電，此時(shí)，上下橋臂交替地輸出正和負(fù)的電容電壓，因此直流母線上的電壓在啟動(dòng)過(guò)程中一直為零，在解鎖時(shí)使直流母線電壓突變很大，將造成解鎖時(shí)刻產(chǎn)生很大的沖擊電流，在加入保護(hù)控制的情況下，會(huì)因?yàn)榻怄i時(shí)刻的沖擊電流而保護(hù)閉鎖，甚至跳閘。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種全橋mmc啟動(dòng)控制方法及系統(tǒng)，用于解決在解鎖時(shí)對(duì)直流母線產(chǎn)生很大的沖擊電流的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種全橋mmc啟動(dòng)控制方法，包括如下步驟：

1)檢測(cè)三相交流斷路器的合閘信號(hào)，若檢測(cè)到合閘信號(hào)，則全橋mmc投入啟動(dòng)充電；

2)在啟動(dòng)過(guò)程中，檢測(cè)各個(gè)橋臂的電流方向，設(shè)流過(guò)橋臂的電流正方向?yàn)樽陨隙?，?dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)樨?fù)時(shí)，閉合與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，將該橋臂旁路；當(dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)檎龝r(shí)，斷開(kāi)與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，繼續(xù)為該橋臂上的全橋mmc子模塊充電。

進(jìn)一步地，在啟動(dòng)過(guò)程中，每相只投入電流方向?yàn)檎臉虮郏以摌虮圯敵鲭妷簽檎怠?/p>

本發(fā)明還提供了一種全橋mmc啟動(dòng)控制系統(tǒng)，包括三相橋臂，所述三相橋臂包括上橋臂和下橋臂，所述上橋臂和下橋臂都分別包括有fbsm平均值模塊，所述每個(gè)fbsm平均值模塊上都并聯(lián)有用于旁路fbsm平均值模塊的輔助斷路器，在啟動(dòng)過(guò)程中，檢測(cè)各個(gè)橋臂的電流方向，設(shè)流過(guò)橋臂的電流正方向?yàn)樽陨隙?，?dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)樨?fù)時(shí)，閉合與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，將該橋臂旁路；當(dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)檎龝r(shí)，斷開(kāi)與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，繼續(xù)為該橋臂上的全橋mmc子模塊充電。

進(jìn)一步地，所述三相橋臂交流側(cè)母線上分別串聯(lián)有交流斷路器和啟動(dòng)支路。

進(jìn)一步地，所述啟動(dòng)支路是兩條并聯(lián)的支路，其中第一支路上串聯(lián)有軟起開(kāi)關(guān)和軟起電阻，第二支路上串聯(lián)有旁路開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述fbsm平均值模塊為n個(gè)級(jí)聯(lián)的全橋mmc子模塊的等效。

進(jìn)一步地，在啟動(dòng)過(guò)程中，每相只投入電流方向?yàn)檎臉虮?，且該橋臂輸出電壓為正值?/p>

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的全橋mmc啟動(dòng)控制系統(tǒng)，包括三相橋臂，三相橋臂包括上橋臂和下橋臂，上橋臂和下橋臂都分別包括有fbsm平均值模塊，每個(gè)fbsm平均值模塊上都并聯(lián)有用于旁路fbsm平均值模塊的輔助斷路器。在啟動(dòng)過(guò)程中，檢測(cè)各個(gè)橋臂的電流方向，設(shè)流過(guò)橋臂的電流正方向?yàn)樽陨隙?，?dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)樨?fù)時(shí)，閉合與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，將該橋臂旁路；當(dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)檎龝r(shí)，斷開(kāi)與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，繼續(xù)為該橋臂上的全橋mmc子模塊充電，使直流母線側(cè)電壓慢慢升高，這樣解鎖時(shí)刻直流母線電壓不會(huì)產(chǎn)生很大的突變，大大減小了解鎖時(shí)刻的沖擊電流，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的全橋子模塊平均值模塊構(gòu)成的mmc示意圖；

圖2為本發(fā)明差動(dòng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法的邏輯框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說(shuō)明：

本發(fā)明的一種全橋mmc啟動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)施例：

一種全橋mmc啟動(dòng)控制系統(tǒng)，包括三相交流橋臂，三相交流橋臂包括上橋臂和下橋臂，上橋臂和下橋臂都分別包括有fbsm平均值模塊，每個(gè)fbsm平均值模塊上都并聯(lián)有用于旁路fbsm平均值模塊的輔助斷路器，其中，fbsm平均值模塊為n個(gè)級(jí)聯(lián)的全橋mmc子模塊的等效；三相橋臂交流側(cè)母線上分別串聯(lián)有交流斷路器和啟動(dòng)支路；該啟動(dòng)支路是兩條并聯(lián)的支路，其中一條支路上串聯(lián)有軟起開(kāi)關(guān)和軟起電阻，另一條支路上串聯(lián)有旁路開(kāi)關(guān)。

具體的如圖1所示，三相交流上橋臂和下橋臂上都分別包括有fbsm平均值模型，在每個(gè)fbsm平均值模型上分別并聯(lián)有輔助斷路器vlvap、vlvan、vlvbp、vlvbn、vlvcp、vlvcn，a相交流母線上串聯(lián)有交流斷路器kma和啟動(dòng)支路，該啟動(dòng)支路包括由軟起開(kāi)關(guān)sofaua和軟起電阻串聯(lián)組成的第一支路和由旁路開(kāi)關(guān)sofmaina組成的第二支路；b相交流母線上串聯(lián)有交流斷路器kmb和啟動(dòng)支路，該啟動(dòng)支路包括由軟起開(kāi)關(guān)sofaub和軟起電阻串聯(lián)組成的第一支路和由旁路開(kāi)關(guān)sofmainb組成的第二支路；c相交流母線上串聯(lián)有交流斷路器kmc和啟動(dòng)支路，該啟動(dòng)支路包括由軟起開(kāi)關(guān)sofauc和軟起電阻串聯(lián)組成的第一支路和由旁路開(kāi)關(guān)sofmainc組成的第二支路。

利用本發(fā)明的全橋mmc啟動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)全橋mmc啟動(dòng)控制的方法為：

閉合三相交流斷路器kma、kmb和kmc，檢測(cè)三相交流斷路器的合閘信號(hào)，若檢測(cè)到合閘信號(hào)，啟動(dòng)充電，并閉合啟動(dòng)支路上的軟起開(kāi)關(guān)sofaua、sofaub和sofauc，由交流側(cè)軟起電阻對(duì)換流器全橋子模塊進(jìn)行正半波和負(fù)半波充電，直到全橋子模塊電壓達(dá)到穩(wěn)態(tài)，避免用大電流直接對(duì)全橋子模塊充電，造成全橋子模塊中igbt開(kāi)關(guān)的損壞，接著將所有全橋子模塊中特定的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，電壓再次穩(wěn)定后，閉合旁路開(kāi)關(guān)sofmaina、sofmainb和sofmainc，旁路軟起電阻，繼續(xù)對(duì)全橋子模塊充電。

如圖2所示，km為合上交流斷路器的信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到km的上升沿時(shí)，此時(shí)解鎖信號(hào)為低電平，開(kāi)始投入啟動(dòng)邏輯，即rs觸發(fā)器的r為0，s為1，輸出q(bypassen)為1，當(dāng)檢測(cè)到解鎖信號(hào)，此時(shí)交流斷路器km信號(hào)為低電平，即rs觸發(fā)器的r為1，s為0，輸出q(bypassen)為0，停止投入啟動(dòng)邏輯。

當(dāng)檢測(cè)到解鎖信號(hào)時(shí)，檢測(cè)啟動(dòng)過(guò)程中各個(gè)橋臂的電流方向，設(shè)流過(guò)橋臂的電流正方向?yàn)樽陨隙?，以a相交流橋臂為例，當(dāng)檢測(cè)到該橋臂的上橋臂(即fbsm平均值模型)電流方向?yàn)樨?fù)時(shí)，閉合與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器vlvap，將該橋臂旁路，其輸出電壓為零；當(dāng)檢測(cè)到該橋臂電流方向?yàn)檎龝r(shí)，斷開(kāi)與該橋臂并聯(lián)的輔助斷路器，繼續(xù)為該橋臂上的全橋mmc子模塊充電，其子模塊輸出正電壓，其中，斷路器的控制邏輯如圖2所示，將電流iap與0比較，若iap小于0，則比較器輸出端輸出為1，將輸出1與rs觸發(fā)器輸出端輸出bypassen相與，控制斷路器vlvap閉合。在啟動(dòng)過(guò)程中，每相只投入一個(gè)橋臂，使直流母線電壓逐步上升至交流側(cè)線電壓峰值，在解鎖時(shí)直流母線電壓不會(huì)突變很大，大大減小解鎖時(shí)刻的沖擊電流，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明還提供了一種全橋mmc啟動(dòng)控制方法，其具體實(shí)施方式已經(jīng)在上式實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，在這里不再贅述。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于以上所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。