本發(fā)明涉及電力電子和柔性配電網的，尤其涉及一種模塊化變流器積木式并聯協調控制方法及系統。

背景技術：

1、電力電子技術作為新能源并網發(fā)電、電網柔性控制的重要手段，其發(fā)展迅速。近年來，隨著海量分布式電源及充電樁等新型負荷的接入使得大功率變流器的應用顯著增加，典型的應用場景有分布式儲能、柔性互聯和電能質量治理等。

2、大功率集中式變流器方案定制化程度高，容量不易擴展；開關頻率低，噪音大；技術門檻高，生產調試效率低。模塊化方案能夠很好地彌補了這些缺點；但是由于并聯模塊數量多，其也會面臨交流側諧振、空載環(huán)流、帶載均流等新問題，此外，模塊化變流器方案的整機對外性能與集中式相比略差，特別是vf交流穩(wěn)壓性能是其短板。

技術實現思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現有存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明提供了一種模塊化變流器積木式并聯協調控制方法及系統解決現有的模塊化方案無法實現變流器容量靈活配置以及提升設備承載力和可靠性的問題。

4、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

5、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種模塊化變流器積木式并聯協調控制方法，包括：所述模塊化變流器所有并聯模塊的交流端口連接至交流母排，直流端口連接至直流母排；所述交流母排與交流斷路器連接，所述直流母排與直流故障保護單元連接，所述直流故障保護單元與直流斷路器連接，所述方法包括：

6、所述并聯模塊將不同的ac/dc模塊進行并聯連接，所述不同的ac/dc模塊采用不同的id對ac/dc模塊主動周期上送的運行數據進行標識；

7、所述多個并聯的ac/dc模塊與協調控制器建立快速通信方式，所述協調控制器預設最大數量的ac/dc模塊id號；當協調控制器接收到對應于某一id的通信數據時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)；

8、當所述ac/dc模塊處于在線狀態(tài)時，所述協調控制器解析接收到的在線ac/dc模塊的運行數據并獲取每個模塊的故障碼，統計故障碼不為零的ac/dc模塊，得到非故障模塊數量；

9、所述協調控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送控制報文，對所述ac/dc模塊進行周期控制。

10、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：當協調控制器接收到對應于某一id的通信數據時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)還包括：若協調控制器連續(xù)整定時間內收不到所述id的通信數據，所述id的ac/dc模塊則處于離線狀態(tài)。

11、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：協調控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送的控制報文至少包括工作模式、啟停、復位、功率指令、電壓指令；

12、ac/dc模塊化變流器整機工作模式包括pq恒功率工作模式，udc直流穩(wěn)壓工作模式，vf交流穩(wěn)壓工作模式。

13、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述ac/dc模塊化變流器整機運行于pq恒功率工作模式包括：設置各個ac/dc模塊工作于pq恒功率工作模式，協調控制器根據上位機有功功率指令、無功功率指令，將功率平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

14、當任意一個ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協調控制器控制報文丟失，故障停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

15、當任意一個ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機，協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

16、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：ac/dc模塊化變流器整機運行于udc直流穩(wěn)壓工作模式包括：采用udc下垂方式并聯，主從工作模式，設置主ac/dc模塊工作于udc直流穩(wěn)壓工作模式，設置從ac/dc模塊工作于udc下垂工作模式；

17、所述ac/dc模塊化變流器的總有功功率由直流側接入的負荷或分布式電源決定，協調控制器統計所有在線模塊上送的總有功功率并根據上位機無功功率指令，平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

18、當任意一個從ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協調控制器控制報文丟失，故障停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

19、當任意一個從ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

20、當任意一個主ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協調控制器控制報文丟失，故障停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設置為主模塊，工作于udc穩(wěn)壓工作模式，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

21、當任意一個主ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設置為主模塊，工作于udc穩(wěn)壓工作模式，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

22、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：ac/dc模塊化變流器整機運行于vf交流穩(wěn)壓工作模式包括：

23、采用vf下垂模式并聯，主從工作模式，設置主ac/dc模塊工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，設置從ac/dc模塊工作于vf下垂工作模式；啟動運行前，協調控制器向各個ac/dc模塊主動發(fā)送相位同步信號；

24、所述ac/dc模塊化變流器的總有功功率、總無功功率由交流側接入的負荷或分布式電源決定，協調控制器統計所有在線模塊上送的總有功功率、總無功功率，平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

25、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括：

26、當任意一個從ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協調控制器控制報文丟失，故障停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

27、當任意一個從ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

28、當任意一個主ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協調控制器控制報文丟失，故障停機；協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設置為主模塊，工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

29、當任意一個主ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機。協調控制器中非故障模塊數量減1，協調控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設置為主模塊，工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，協調控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

30、第二方面，本發(fā)明提供了一種模塊化變流器積木式并聯協調控制系統，所述模塊化變流器所有并聯模塊的交流端口連接至交流母排，直流端口連接至直流母排；所述交流母排與交流斷路器連接，所述直流母排與直流故障保護單元連接，所述直流故障保護單元與直流斷路器連接，所述系統包括：

31、數據標識模塊，用于所述并聯模塊將不同的ac/dc模塊進行并聯連接，所述不同的ac/dc模塊采用不同的id對ac/dc模塊主動周期上送的運行數據進行標識；

32、判斷模塊，用于所述多個并聯的ac/dc模塊與協調控制器建立快速通信方式，所述協調控制器預設最大數量的ac/dc模塊id號；當協調控制器接收到對應于某一id的通信數據時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)；

33、故障統計模塊，用于當所述ac/dc模塊處于在線狀態(tài)時，所述協調控制器解析接收到的在線ac/dc模塊的運行數據并獲取每個模塊的故障碼，統計故障碼不為零的ac/dc模塊，得到非故障模塊數量；

34、協調控制模塊，用于所述協調控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送控制報文，對所述ac/dc模塊進行周期控制。

35、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算設備，包括：

36、存儲器和處理器；

37、所述存儲器用于存儲計算機可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現所述模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的步驟。

38、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質，其存儲有計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現所述模塊化變流器積木式并聯協調控制方法的步驟。

39、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在ac/dc模塊電路設計時，通過lcl濾波器抑制高頻紋波、避免高頻諧振，共模濾波器抑制模塊間高頻環(huán)流，電流內環(huán)控制策略抑制模塊間低頻環(huán)流，為即插即用積木式并聯提供了硬件基礎條件。ac/dc模塊主動周期上送運行數據，并通過不同的id號標識；協調控制器自動識別處于在線的ac/dc模塊，統計出非故障模塊數量，對處于在線且非故障的ac/dc模塊進行周期控制，主動剔除離線或故障模塊，為即插即用積木式并聯提供了靈活的通信和控制機制。在udc直流穩(wěn)壓和vf交流穩(wěn)壓工作模式下，采用下垂模式并聯，每個模塊均具備電壓源特性，整機的承載力和可靠性顯著增強。