本發(fā)明涉及直流輸電，特別是關(guān)于一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)、控制方法、處理設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電需通過直流送出，能夠解決遠(yuǎn)距離電纜較大容性電流問題，提升遠(yuǎn)海風(fēng)電送出效率。海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流匯集后送出，至岸上換流站后通過柔直換流器逆變接入交流電網(wǎng)是目前深遠(yuǎn)海風(fēng)電送出的解決方案之一。

2、然而，由于二極管整流器完全不可控，無法控制直流電壓，因而無法控制直流輸出功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠控制直流輸出功率的海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)、控制方法、處理設(shè)備及存儲介質(zhì)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：第一方面，提供一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)，包括柔性直流換流器和二極管三相六橋臂整流橋，其中，所述二極管三相整流橋包括二極管整流閥和全橋子模塊，所述二極管三相六橋臂整流橋中的每一橋臂均由若干個(gè)二極管整流閥與若干個(gè)全橋子模塊串聯(lián)構(gòu)成；

3、所述柔性直流換流器的一端連接海上交流匯集站的交流母線，所述柔性直流換流器的另一端連接所述二極管三相六橋臂整流橋的一端，所述二極管三相六橋臂整流橋的另一端通過直流海纜連接mmc逆變器或另一海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的二極管三相六橋臂整流橋；

4、所述柔性直流換流器采用交流電壓幅值與頻率控制方式，控制交流母線的電壓，進(jìn)而控制所述二極管三相六橋臂整流橋中二極管整流閥的輸出功率。

5、進(jìn)一步地，每一所述全橋子模塊均包括t1?igbt模塊、t2?igbt模塊、t3?igbt模塊、t3?igbt模塊及其對應(yīng)的反并聯(lián)的二極管開關(guān)對，以及子模塊電容；串聯(lián)連接的所述t1igbt模塊和t2?igbt模塊并聯(lián)連接串聯(lián)連接的所述t3?igbt模塊和t3?igbt模塊的同時(shí)并聯(lián)連接所述子模塊電容。

6、進(jìn)一步地，每一所述全橋子模塊的個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為：

7、

8、其中，為海上換流站最大外送功率水平；為直流線路電阻；為受端直流電壓；為全橋子模塊額定運(yùn)行電壓；向上取整。

9、進(jìn)一步地，每一所述全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為：

10、

11、其中，為送端直流電壓指令值；為受端直流電壓額定值；為有功功率實(shí)測值；為直流線路電阻；為送端直流電壓實(shí)測值；為以正電平模式投入的全橋子模塊個(gè)數(shù)；為以負(fù)電平模式投入的全橋子模塊個(gè)數(shù)；為pi調(diào)節(jié)器比例參數(shù)；為pi調(diào)節(jié)器積分參數(shù)。

12、第二方面，提供一種基于海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法，包括：

13、確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，通過控制全橋子模塊的igbt模塊，實(shí)現(xiàn)正電平模式與負(fù)電平模式的切換，進(jìn)行全橋子模塊的直流電壓幅值控制；

14、同時(shí)，基于全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，進(jìn)行全橋子模塊的電容電壓均衡控制。

15、進(jìn)一步地，所述確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，通過控制全橋子模塊的igbt模塊，實(shí)現(xiàn)正電平模式與負(fù)電平模式的切換，進(jìn)行全橋子模塊的直流電壓幅值控制，包括：

16、換流器控制系統(tǒng)計(jì)算得到送端直流電壓指令值，檢測目前送端直流電壓實(shí)測值，并確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)；

17、當(dāng)送端直流電壓指令值高于送端直流電壓實(shí)測值時(shí)，以正電平模式投入全橋子模塊，進(jìn)行全橋子模塊的直流電壓幅值控制；

18、當(dāng)送端直流電壓指令值低于送端直流電壓實(shí)測值時(shí)，以負(fù)電平模式投入全橋子模塊，進(jìn)行全橋子模塊的直流電壓幅值控制。

19、進(jìn)一步地，所述確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，包括：

20、根據(jù)受端直流電壓額定值、有功功率實(shí)測值以及直流線路電阻，計(jì)算得到送端直流電壓指令值；

21、對送端直流電壓指令值和送端直流電壓實(shí)測值通過pi調(diào)節(jié)器和nino模塊進(jìn)行pi調(diào)節(jié)和四舍五入取整，得到全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)。

22、進(jìn)一步地，所述基于全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，進(jìn)行全橋子模塊的電容電壓均衡控制，包括：

23、全橋子模塊接收換流器控制系統(tǒng)下發(fā)的與信號，為以正電平模式投入的全橋子模塊個(gè)數(shù)，為以負(fù)電平模式投入的全橋子模塊個(gè)數(shù)；

24、換流器控制系統(tǒng)檢測二極管三相六橋臂整流橋中單個(gè)橋臂所有全橋子模塊的電容電壓值，并從小到大進(jìn)行排序；

25、提取排序后的電容電壓值序列中后個(gè)電容電壓值對應(yīng)的全橋子模塊標(biāo)記為正電平投入，進(jìn)行全橋子模塊的電容電壓均衡控制；

26、提取排序后的電容電壓值序列中前個(gè)電容電壓值對應(yīng)的全橋子模塊標(biāo)記為負(fù)電平投入，進(jìn)行全橋子模塊的電容電壓均衡控制。

27、第三方面，提供一種處理設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)上述海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法對應(yīng)的步驟。

28、第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)上述海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法對應(yīng)的步驟。

29、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

30、1、本發(fā)明通過在二極管整流閥中串聯(lián)全橋子模塊，從而使二極管整流閥具備直流電壓調(diào)節(jié)能力，當(dāng)送端海上交流匯集站的交流電壓較低時(shí)，為維持功率外送能力，大部分全橋子模塊以正電平模式投入，其他以負(fù)電平模式投入，能夠防止直流電流斷續(xù)，實(shí)現(xiàn)功率外送，解決了海上風(fēng)電二極管不控整流送出送端電壓無法控制的難題。

31、2本發(fā)明在二極管三相六橋臂整流橋中增加全橋子模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)對受端直流電壓的控制，全橋子模塊通過正電平模式與負(fù)電平模式投入能夠有效解決單一電流方向的子模塊充放電問題。

32、3、本發(fā)明中通過對海上換流平臺的直流電壓進(jìn)行控制，能夠有效滿足新能源孤島送出直流功率不受控的需求。

33、4、本發(fā)明無需對海上風(fēng)機(jī)控制模式進(jìn)行改變，采用構(gòu)網(wǎng)型控制即可滿足要求。

34、綜上所述，本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域中。

技術(shù)特征：

1.一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)，其特征在于，包括柔性直流換流器和二極管三相六橋臂整流橋，其中，所述二極管三相整流橋包括二極管整流閥和全橋子模塊，所述二極管三相六橋臂整流橋中的每一橋臂均由若干個(gè)二極管整流閥與若干個(gè)全橋子模塊串聯(lián)構(gòu)成；

2.如權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)，其特征在于，每一所述全橋子模塊均包括t1?igbt模塊、t2?igbt模塊、t3?igbt模塊、t3?igbt模塊及其對應(yīng)的反并聯(lián)的二極管開關(guān)對，以及子模塊電容；串聯(lián)連接的所述t1?igbt模塊和t2?igbt模塊并聯(lián)連接串聯(lián)連接的所述t3?igbt模塊和t3?igbt模塊的同時(shí)并聯(lián)連接所述子模塊電容。

3.如權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)，其特征在于，每一所述全橋子模塊的個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為：

4.如權(quán)利要求1所述的一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)，其特征在于，每一所述全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)的計(jì)算公式為：

5.一種基于權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，通過控制全橋子模塊的igbt模塊，實(shí)現(xiàn)正電平模式與負(fù)電平模式的切換，進(jìn)行全橋子模塊的直流電壓幅值控制，包括：

7.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述確定全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，包括：

8.如權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述基于全橋子模塊的投入個(gè)數(shù)，進(jìn)行全橋子模塊的電容電壓均衡控制，包括：

9.一種處理設(shè)備，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法對應(yīng)的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的控制方法對應(yīng)的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)、控制方法、處理設(shè)備及存儲介質(zhì)，包括柔性直流換流器和二極管三相六橋臂整流橋，二極管三相整流橋包括二極管整流閥和全橋子模塊，二極管三相六橋臂整流橋中的每一橋臂均由若干個(gè)二極管整流閥與若干個(gè)全橋子模塊串聯(lián)構(gòu)成；柔性直流換流器的一端連接海上交流匯集站的交流母線，柔性直流換流器另一端連接二極管三相六橋臂整流橋一端，二極管三相六橋臂整流橋另一端通過直流海纜連接MMC逆變器或另一海上風(fēng)電經(jīng)二極管整流拓?fù)湎到y(tǒng)的二極管三相六橋臂整流橋；柔性直流換流器采用交流電壓幅值與頻率控制方式，控制二極管三相六橋臂整流橋中二極管整流閥的輸出功率，本發(fā)明可廣泛用于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域中。

技術(shù)研發(fā)人員：李明,苑賓,趙崢,李探,李志闖,王瑩鑫,齊屹,趙書靜,周邦昊,郭勇帆,劉釗汝,尹聰琦,黃曹煒,任大江,李燕,馬俊先,馮雪
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技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10