用于測量hvdc系統(tǒng)電力的方法
【專利摘要】一種測量高壓直流系統(tǒng)中的功率值的方法，該方法包括以下步驟：接收電流值和電壓值，其由安裝在電力轉(zhuǎn)換站的特定位置的傳感器組測量；識別傳感器組安裝的位置的線路阻抗；計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第一功率值；計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第二功率值；計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第三功率值；和通過將計(jì)算出的第一功率值、第二功率值和第三功率值互相比較，來確定第二和第三功率值中的一個作為電力轉(zhuǎn)換站的實(shí)際功率值。
【專利說明】
用于測量HVDC系統(tǒng)電力的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及高壓直流(HVDC，high voltage direct current)系統(tǒng)(下文簡化為“HVDC")，更特別地，涉及一種通過使用電壓傳感器和電流傳感器測得的值來計(jì)算功率值的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]HVDC系統(tǒng)指電力傳輸系統(tǒng)，其中電力發(fā)送站將由電力站生成的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力以進(jìn)行發(fā)送，然后電力接收站再將直流電力重新轉(zhuǎn)換為交流電力以進(jìn)行提供。
[0003]HVDC系統(tǒng)應(yīng)用到海底電纜電力傳輸、大容量長距離電力傳輸、交流電網(wǎng)互連等。同樣地，該HVDC系統(tǒng)使具有不同頻率的電網(wǎng)能夠互連以及使得能夠進(jìn)行異步互連。
[0004]電力發(fā)送站將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力。即，由于使用海底電纜發(fā)送交流電力等的狀態(tài)非常危險(xiǎn)，所以電力發(fā)送站將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，然后發(fā)送該電力到電力接收站。
[0005]同時，不同類型的電壓轉(zhuǎn)換器用于HVDC系統(tǒng)，并且模塊化多級轉(zhuǎn)換器近來受到大量關(guān)注。
[0006]模塊化多級轉(zhuǎn)換器(MMC，modular mult1-level converter)為使用多個子模塊將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的設(shè)備，并且通過將每個子模塊控制在充電、放電和旁通狀態(tài)來操作。
[0007]變壓器安裝在HVDC系統(tǒng)的幾個部位以便控制和保護(hù)系統(tǒng)。
[0008]然而，即使是同一設(shè)備，基于電壓測量范圍的不同，變壓器也會感測出不同的測量值，并且因此會發(fā)生被認(rèn)為是系統(tǒng)故障的測量誤差，從而在嚴(yán)重情況下不得不停止系統(tǒng)操作。
[0009]S卩，單個變壓器的電壓測量誤差通常具有0.2%到0.5%之間的范圍(margin)。然而，當(dāng)測量超高電壓時，安裝在HVDC系統(tǒng)中的變壓器具有很大的測量誤差范圍，同樣地在多個變壓器安裝在幾個部位的情況下，由每個變壓器的測量誤差導(dǎo)致的誤差范圍沒有任何選擇余地地只能變得更大。
[0010]也使用了更精確的感測設(shè)備來解決該問題，但是使用更精確的感測設(shè)備會帶來安裝成本問題和和某些技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于測量HVDC系統(tǒng)中的功率值的方法，其能夠校正由安裝在HVDC系統(tǒng)中的傳感器的測量誤差導(dǎo)致的電力測量損耗。
[0012]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種測量HVDC系統(tǒng)中的功率值的方法，其中使用阻抗值將電流和電壓的測量誤差相互比較以使用具有較小誤差的測量值來計(jì)算電力。
[0013]為了獲取這些和其他目的以及與本發(fā)明的目標(biāo)一致，如這里體現(xiàn)和寬泛描述的一樣，根據(jù)本發(fā)明，提供一種測量高壓直流系統(tǒng)中的功率值的方法，該方法包括以下步驟:
[0014]接收電流值和電壓值，其由安裝在電力轉(zhuǎn)換站的特定位置的傳感器組測量；
[0015]識別安裝傳感器組的位置的線路阻抗；
[0016]通過使用所述電流值和電壓值，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第一功率值；
[0017]通過使用所述電流值和線路阻抗，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第二功率值；
[0018]通過使用所述電壓值和線路阻抗，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第三功率值;和
[0019]通過將計(jì)算出的第一功率值、第二功率值和第三功率值互相比較，確定第二和第三功率值中的任何一個作為所述電力轉(zhuǎn)換站的實(shí)際功率值。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一方面，傳感器組包括測量特定位置的電流的電流傳感器;和測量特定位置的電壓的電壓傳感器。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，線路阻抗包括將電流傳感器與電壓傳感器相連的線路的阻抗。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括判定電力轉(zhuǎn)換站的工作狀態(tài)是電力發(fā)送工作狀態(tài)還是電力接收工作狀態(tài)的步驟，
[0023]其中識別安裝傳感器組的位置的線路阻抗包括識別與所識別的工作狀態(tài)對應(yīng)的線路阻抗的步驟。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，確定實(shí)際功率值的步驟包括以下步驟:
[0025]將第一功率值、第二功率值和第三功率值相互比較，并且識別出具有在電壓值測量誤差與電流值測量誤差之間的更小測量誤差的測量值；
[0026]識別出使用第二功率值和第三功率值的識別出的測量值而計(jì)算出的功率值;和
[0027]將使用識別出的測量值計(jì)算的功率值確定為實(shí)際功率值。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括輸出請求更換所測量的測量值具有更大誤差的傳感器的信號的步驟。
[0029]本發(fā)明應(yīng)用的近一步范圍將根據(jù)下文給出的詳細(xì)說明書變得顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明和特定示例僅僅是通過闡述的方式給出，因?yàn)樵诒景l(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同改變和變型對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。
【附圖說明】
[0030]被包含以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解并被結(jié)合而構(gòu)成本說明書一部分的附圖顯示示例性實(shí)施例，并且與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理.
[0031]在附圖中:
[0032]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的HVDC系統(tǒng)的系統(tǒng)配置；
[0033]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的單極型HVDC系統(tǒng)的系統(tǒng)配置；
[0034]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的雙極型HVDC系統(tǒng)的系統(tǒng)配置；
[0035]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的變壓器和三相閥橋的接線；
[0036]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的模塊化多級轉(zhuǎn)換器的框圖；
[0037]圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的模塊化多級轉(zhuǎn)換器的框圖；
[0038]圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的多個子模塊的連接；
[0039]圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的子模塊的配置的示例視圖；
[0040]圖9顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的子模塊的等效模塊；
[0041]圖10到13顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的子模塊的操作；
[0042]圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的功率值校正設(shè)備的配置框圖；和
[0043]圖15至16顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于測量HVDC系統(tǒng)中的功率值的方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征，以及其中的實(shí)施方式將通過參考附圖的以下實(shí)施例變得清晰。
[0045]然而，本發(fā)明以不同的形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限制在所述的實(shí)施例。而提供這些實(shí)施例是為了使得本發(fā)明完整和透徹，并且將本發(fā)明的范圍完整地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。進(jìn)一步，本申請僅僅是由權(quán)利要求限定的。無論何處，相同的參考數(shù)字在所有附圖中表示相同的或類似的部。
[0046]在本發(fā)明的實(shí)施例的描述中，當(dāng)確定詳細(xì)說明的相關(guān)已知功能或配置會不必要地模糊本發(fā)明的重點(diǎn)時，詳細(xì)說明將被省略?？紤]其在本發(fā)明的實(shí)施例中的功能來定義以下使用術(shù)語，并且依靠本領(lǐng)域技術(shù)人員的意圖、實(shí)踐等而改變。因此，這里使用的術(shù)語應(yīng)當(dāng)理解為不是簡單地使用實(shí)際的術(shù)語，而是帶有隱含的以及說明書公開的含義。
[0047]附圖中的流程圖的每個方框和步驟的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)施。由于在通用目的計(jì)算機(jī)、專業(yè)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器中記錄計(jì)算機(jī)程序指令，通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令生成用于執(zhí)行在流程圖的每個步驟或附圖的每個方框中描述的功能的工具。由于計(jì)算機(jī)程序指令存儲在支持計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式實(shí)施功能的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，所以存儲在計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲器的指令生成包括用于執(zhí)行在附圖的每個方框或流程圖的每個步驟中描述的功能的指令工具的產(chǎn)品項(xiàng)目。由于計(jì)算機(jī)程序指令加載在計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，所以在計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行一系列的操作步驟以生成由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的過程，而用于實(shí)施計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的指令提供實(shí)施在附圖的每個方框或流程圖的每個步驟中描述的功能的步驟。
[0048]同樣地，每個方框或每個步驟表示模塊的一部分、段或代碼，其包括用于執(zhí)行特定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。在幾個可替代實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)注意，在方框或步驟中提及的功能與順序無關(guān)。例如，兩個連續(xù)顯示的方框或步驟可大致同時執(zhí)行，或根據(jù)其功能而反序執(zhí)行。
[0049]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高壓直流(HVDC)傳輸系統(tǒng)。
[0050]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HVDC系統(tǒng)100包括發(fā)電部101、電力發(fā)送側(cè)交流(AC)部110、電力發(fā)送側(cè)電力轉(zhuǎn)換部103、直流(DC)電力發(fā)送部140、電力接收側(cè)電力轉(zhuǎn)換部105、電力接收側(cè)交流部170、電力接收部180和控制部190。電力發(fā)送側(cè)電力轉(zhuǎn)換部103包括電力發(fā)送側(cè)變壓器部120和電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130。
[0051 ]電力接收側(cè)電力轉(zhuǎn)換部105包括電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150和電力接收側(cè)變壓器部160。
[0052]發(fā)電部101生成三相AC電力。
[0053]發(fā)電部101包括多個發(fā)電站。
[0054]電力發(fā)送側(cè)AC部110傳送由發(fā)電部101生成的三相AC電力到包含電力發(fā)送側(cè)變壓器部120和電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130的DC電力轉(zhuǎn)換部。
[0055]電力發(fā)送側(cè)變壓器部120使得電力發(fā)送側(cè)AC部110隔離于電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130和DC電力發(fā)送部140。
[0056]電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130將電力發(fā)送側(cè)變壓器部120輸出的三相AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力。
[0057]DC電力發(fā)送部140發(fā)送電力發(fā)送側(cè)的DC電力到電力接收側(cè)。
[0058]電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150將DC電力發(fā)送部140傳輸?shù)腄C電力轉(zhuǎn)換為三相AC電力。
[0059]電力接收側(cè)變壓器部160將電力接收側(cè)AC部170隔離于電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150和DC電力發(fā)送部140。
[0060]電力接收側(cè)AC部170提供具有與電力接收側(cè)變壓器部160的輸出對應(yīng)的三相AC電力至電力接收部180。
[0061 ]控制部190控制發(fā)電部101、電力發(fā)送側(cè)AC部110、電力發(fā)送側(cè)電力轉(zhuǎn)換部103、DC電力發(fā)送部140、電力接收側(cè)電力轉(zhuǎn)換部105、電力接收側(cè)AC部170、電力接收部180、電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130和電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150的至少一個。
[0062]特別地，控制部190控制在電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130和電力接收側(cè)DC-AC逆變器部150中多個閥的導(dǎo)通正時和關(guān)斷正時。這里，這些閥包括晶閘管或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
[0063]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的單極型HVDC系統(tǒng)。
[0064]特別地，圖2顯示了發(fā)送單極DC電力的系統(tǒng)。在以下描述中，假定但是不限定單極為正極。
[0065]電力發(fā)送側(cè)AC部110包括AC電力傳輸線111和AC濾波器113。
[0066]AC電力傳輸線111傳送由發(fā)電部101生成的三相AC電力到電力發(fā)送側(cè)電力轉(zhuǎn)換部103。
[0067]AC濾波器113從傳送的三相AC電力中去除除了電力轉(zhuǎn)換部103使用的頻率分量之外的其他頻率分量。
[0068]電力發(fā)送側(cè)變壓器部120包括用于正極的一個或多個變壓器121。對于正極，電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130包括生成正極DC電力的AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131包括分別對應(yīng)變壓器121的一個或多個三相閥橋131 a。
[0069]當(dāng)使用一個三相閥橋131a時，通過使用AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有6個脈沖的正極DC電力。在這種情況下，變壓器121的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A)形狀的接線。
[0070]當(dāng)使用兩個三相閥橋131a時，通過使用AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有12脈沖的正極DC電力。在這種情況下，變壓器121之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一變壓器121的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0071]當(dāng)使用三個三相閥橋131a時，通過使用AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有18個脈沖的正極DC電力。正極DC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0072]DC電力發(fā)送部140包括電力發(fā)送側(cè)正極DC濾波器141、正極DC電力傳輸線143和電力接收側(cè)正極DC濾波器145。
[0073]電力發(fā)送側(cè)正極DC濾波器141包括電感LI和電容Cl，并且其執(zhí)行對AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131輸出的正極DC電力的DC濾波。
[0074]正極DC電力傳輸線143具有發(fā)送正極DC電力的一個DC線路，并且使用地線作為電流反饋路徑。一個或多個開關(guān)安裝在DC線路上。
[0075]電力接收側(cè)正極DC濾波器145包括電感L2和電容C2，并且其執(zhí)行對通過正極DC電力傳輸線143傳送的正極DC電力的DC濾波。
[0076]電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150包括正極DC到AC逆變器151，且正極DC到AC逆變器151包括一個或多個三相閥橋151a。
[0077]電力接收側(cè)變壓器部160包括分別對應(yīng)用于正極的每個三相閥橋151a的一個或多個變壓器161。
[0078]當(dāng)使用一個三相閥橋151a時，通過使用正極DC電力，正極DC到AC逆變器151生成具有6個脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器161的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A)形狀的接線。
[0079]當(dāng)使用兩個三相閥橋151a時，通過使用正極DC電力，正極DC到AC轉(zhuǎn)換器131生成具有12脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器161之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一變壓器161的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0080]當(dāng)使用三個三相閥橋151a時，通過使用正極DC電力，正極DC到AC轉(zhuǎn)換器151生成具有18個脈沖的DC電力。AC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0081 ]電力接收側(cè)AC部170包括AC濾波器171和AC電力傳輸線173。
[0082]AC濾波器171從由電力接收側(cè)電力轉(zhuǎn)換部105生成的AC電力中去除除了電力接收部180使用的頻率分量(例如，60Hz)之外的其他頻率分量。
[0083]AC電力傳輸線173傳送濾波后AC電力到電力接收部180。
[0084]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的雙極型HVDC系統(tǒng)。
[0085]特別地，圖3顯示了發(fā)送兩極的DC電力的系統(tǒng)。在下文中，假定但不限制兩極為正極和負(fù)極。
[0086]電力發(fā)送側(cè)AC部110包括AC電力傳輸線111和AC濾波器113。
[0087]AC電力傳輸線111傳送由發(fā)電部101生成的三相AC電力到電力發(fā)送側(cè)電力轉(zhuǎn)換部103。
[0088]AC濾波器113從傳送的三相AC電力中去除除了電力轉(zhuǎn)換部103所使用頻率分量之外的其他頻率分量。
[0089]電力發(fā)送側(cè)變壓器部120包括用于正極的一個或多個變壓器121和用于負(fù)極的一個或多個變壓器122。電力發(fā)送側(cè)AC到DC轉(zhuǎn)換器部130包括生成正極DC電力的AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131，和生成負(fù)極DC電力的AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器132 AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131包括分別對應(yīng)用于正極的一個或多個變壓器121的一個或多個三相閥橋131a，以及AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器132包括分別對應(yīng)用于負(fù)極的一個或多個變壓器122的一個或多個三相閥橋132a。
[0090]當(dāng)使用一個三相閥橋131a用于正極時，通過使用AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有6個脈沖的正極DC電力。在這種情況下，變壓器121的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A)形狀的接線。
[0091]當(dāng)使用兩個三相閥橋131a用于正極時，通過AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有12脈沖的正極DC電力。在這種情況下，變壓器121之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一個變壓器121的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0092]當(dāng)使用三個三相閥橋131a用于正極時，通過使用AC電力，AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131生成具有18個脈沖的正極DC電力。正極DC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0093]當(dāng)使用一個三相閥橋132a用于負(fù)極時，通過使用AC電力，AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器13 2生成具有6個脈沖的負(fù)極DC電力。在這種情況下，變壓器122的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A)形狀的接線。
[0094]當(dāng)使用兩個三相閥橋132a用于負(fù)極時，通過使用AC電力，AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器132生成具有12脈沖的負(fù)極DC電力。在這種情況下，變壓器122之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一個變壓器122的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0095 ]當(dāng)使用三個三相閥橋13 2a用于負(fù)極時，通過使用AC電力，AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器13 2生成具有18個脈沖的負(fù)極DC電力。負(fù)極DC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0096]DC電力發(fā)送部140包括電力發(fā)送側(cè)正極DC濾波器141、電力發(fā)送側(cè)負(fù)極DC濾波器142、正極DC電力傳輸線143、負(fù)極DC電力傳輸線144、電力接收側(cè)正極DC濾波器145、和電力接收側(cè)負(fù)極DC濾波器146。
[0097]電力發(fā)送側(cè)正極DC濾波器141包括電感LI和電容Cl，其對AC到正極DC轉(zhuǎn)換器131輸出的正極DC電力進(jìn)行DC濾波。
[0098]電力發(fā)送側(cè)負(fù)極DC濾波器142包括電感L3和電容C3，其對AC到負(fù)極DC轉(zhuǎn)換器132輸出的負(fù)極DC電力進(jìn)行DC濾波。
[0099]正極DC電力傳輸線143具有發(fā)送正極DC電力的一條DC線路，并且使用地線作為電流反饋路徑。一個或多個開關(guān)安裝在DC線路上。
[0100]負(fù)極DC電力傳輸線路具有發(fā)送負(fù)極DC電力的一條DC線路，并且使用地線作為反饋通道。一個或多個開關(guān)安排在DC線路上。
[0101]電力接收側(cè)正極DC濾波器145包括電感L2和電容C2，其對通過正極DC電力傳輸線143傳送的正極DC電力進(jìn)行DC濾波。
[0102]電力接收側(cè)負(fù)極DC濾波器146包括電感L4和電容C4，其對通過負(fù)極DC電力傳輸線144傳送的負(fù)極DC電力進(jìn)行DC濾波。
[0103]電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150包括正極DC到AC逆變器151和負(fù)極DC到AC逆變器152，其中正極DC到AC逆變器151包括一個或多個三相閥橋151a，負(fù)極DC到AC逆變器152包括一個或多個三相閥橋152a。
[0104]電力接收側(cè)變壓器部160包括用于正極的一個或多個變壓器161，其分別對應(yīng)一個或多個三相閥橋151a，并包括用于負(fù)極的一個或多個變壓器162，其分別對應(yīng)一個或多個三相閥橋152a。
[0105]當(dāng)使用一個三相閥橋151a用于正極時，使用正極DC電力，正極DC到AC逆變器151生成具有6個脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器161的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A )形狀的接線。
[0106]當(dāng)使用兩個三相閥橋151a用于正極時，通過使用正極DC電力，正極DC到AC逆變器151生成具有12脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器161之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一個變壓器161的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0107]當(dāng)使用三個三相閥橋151a用于正極時，通過使用正極DC電力，正極DC到AC逆變器151生成具有18個脈沖的AC電力。AC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0108]當(dāng)使用一個三相閥橋152a用于負(fù)極時，通過使用負(fù)極DC電力，負(fù)極DC到AC逆變器152生成具有6個脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器162的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀或Y-德爾塔(A )形狀的接線。
[0109]當(dāng)使用兩個三相閥橋152a用于負(fù)極時，通過使用負(fù)極DC電力，負(fù)極DC到AC逆變器152生成具有12脈沖的AC電力。在這種情況下，變壓器162之一的初級線圈和次級線圈具有Y-Y形狀的接線，并且另一個變壓器162的初級線圈和次級線圈具有Y-德爾塔(Δ )形狀的接線。
[0110]當(dāng)使用三個三相閥橋152a用于負(fù)極時，通過使用負(fù)極DC電力，負(fù)極DC到AC逆變器152生成具有18個脈沖的AC電力。AC電力具有的脈沖數(shù)越多，則濾波器的成本越低。
[0111]電力接收側(cè)AC部170包括AC濾波器171和AC電力傳輸線173。
[0112]AC濾波器171從電力接收側(cè)電力轉(zhuǎn)換部105生成的AC電力中去除除了電力接收部180使用的頻率分量(例如，60Hz)之外的其余的頻率分量。
[0113]AC電力傳輸線173傳送濾波后的AC電力到電力接收部180。
[0114]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的變壓器和三相閥橋的接線。
[0115]特別地，圖4顯示了用于正極的兩個變壓器121和用于正極的兩個三相閥橋131a的接線。由于用于負(fù)極的兩個變壓器122和用于負(fù)極的兩個三相閥橋132a的接線、用于正極的兩個變壓器161和用于正極的兩個三相閥橋151a的接線、用于負(fù)極的兩個變壓器162和用于負(fù)極的兩個三相閥橋152a、用于正極的一個變壓器121和用于正極的一個三相閥橋131a的接線、用于正極的一個變壓器161和用于正極的一個三相閥橋151a的接線等很容易從圖4所示的本發(fā)明的實(shí)施例獲取，因此那些附圖和描述被省略。
[0116]在圖4中，具有Y-Y形狀接線的變壓器121表示為上部變壓器，具有Y-Δ形狀接線的變壓器121表示為下部變壓器，連接到上部變壓器的三相閥橋131a表示為上部三相閥橋，以及連接到下部變壓器的三相閥橋131a表示為下部三相閥橋。
[0117]上部三相閥橋和下部三相閥橋具有輸出DC電力的兩個輸出端子，即第一輸出端子OUTl和第二輸出端子0UT2。
[0118]上部三相閥橋包括6個閥，S卩Dl到D6，并且下部三相閥橋包括6個閥，S卩D7到D12。
[0119]閥Dl具有連接到第一輸出端子OUTl的陰極，和連接到上部變壓器的次級線圈的第一端子的陽極。
[0120]閥D2具有連接到閥D5陽極的陰極和連接到閥D6陽極的陽極。
[0121]閥D3具有連接到第一輸出端子OUTl的陰極，和連接到上部變壓器的次級線圈的第二端子的陽極。
[0122]閥D4具有連接到閥Dl陽極的陰極和連接到閥D6陽極的陽極。
[0123]閥D5具有連接到第一輸出端子OUTl的陰極，和連接到上部變壓器的次級線圈的第三端子的陽極。
[0124]閥D6具有連接到閥D3陽極的陰極。
[0125]閥D7具有連接到閥D6陽極的陰極和連接下部變壓器的次級線圈的第一端子的陽極。
[0126]閥D8具有連接到閥Dll陽極的陰極和連接到第二輸出端子0UT2的陽極。
[0127]閥D9具有連接到閥D6陽極的陰極和連接下部變壓器的次級線圈的第二端子的陽極。
[0128]閥DlO具有連接到閥D7陽極的陰極和連接到第二輸出端子0UT2的陽極。
[0129]閥Dll具有連接到閥D6陽極的陰極和連接下部變壓器的次級線圈的第三端子的陽極。
[0130]閥D12具有連接到閥D9陽極的陰極和連接到第二輸出端子0UT2的陽極。
[0131]同時，用模塊化多級轉(zhuǎn)換器200來配置電力接收側(cè)DC到AC逆變器部150。
[0132]模塊化多級轉(zhuǎn)換器200使用多個子模塊210將DC電力變換為AC電力。
[0133]參考圖5和6描述模塊化多級轉(zhuǎn)換器200的配置。
[0134]圖5和6為模塊化多級轉(zhuǎn)換器200的原理框圖。
[0135]模塊化多級轉(zhuǎn)換器200包括中央控制器250、多個子控制器230和多個子模塊210。
[0136]中央控制器250控制多個子控制器230，每個子控制器控制連接到該子控制器230的相應(yīng)的子模塊。
[0137]此時，如圖5所示，一個子控制器230連接到一個子模塊210，因此能夠基于從中央控制器250發(fā)送的控制信號來控制連接到自身的子模塊210的開關(guān)操作。
[0138]同樣地，在另一方面，通過使用從中央控制器250發(fā)送的多個控制信號，一個子控制器230連接到如圖6所示的多個子模塊210以識別每個連接至其上的多個子模塊210的控制信號，因此基于識別的控制信號分別控制多個子模塊210。
[0139]中央控制器250確定多個子模塊210的工作狀態(tài)，根據(jù)確定的工作狀態(tài)生成控制多個子模塊210的操作的控制信號。
[0140]并且當(dāng)生成控制信號時，中央控制器250傳送生成的控制信號到子控制器230。
[0141]同時，給每個子控制器230分配地址，從而中央控制器250生成用于每個子模塊210的控制信號，并且基于分配的地址傳送生成的控制信號到子控制器230。
[0?42] 例如，第一子模塊210和第一子控制器230彼此連接，從而通過第一子控制器230執(zhí)行對第一子模塊210的開關(guān)控制，并且假如分配給第一子模塊210的地址信息為“I”，那么中央控制器250發(fā)送與地址分配為“I”的第一子模塊210對應(yīng)的控制信號。
[0143]并且第一子控制器230接收從中央控制器250發(fā)送的控制信號，并根據(jù)接收的控制信號控制與其連接的子模塊210。
[0144]同時，從中央控制器250發(fā)送到子控制器130的控制信號可以包括子模塊210的開關(guān)條件信息和指示由哪個子模塊210來應(yīng)用該開關(guān)條件信息的識別信息。
[0145]因此，使用包括在控制信號中的識別信息，子控制器230識別從中央控制器150發(fā)送的控制信號是否是與連接的子模塊對應(yīng)的控制信號，并且因此能夠基于包括在控制信號中的開關(guān)條件信息控制子模塊的開關(guān)。
[0146]同時，假如包括在接收的控制信號中的識別信息不能與連接到子控制器230的子模塊210對應(yīng)，那么子控制器230不會基于接收的控制信號對子模塊210應(yīng)用開關(guān)操作條件。
[0147]而且，子控制器23 O傳送接收的控制信號到控制與包含在控制信號中的識別信息對應(yīng)的子模塊的另一個子控制器。
[0148]下文中，將詳細(xì)描述子模塊210、子控制器230和中央控制器250。
[0149]子模塊210接收DC電力的輸入，并執(zhí)行充電、放電和旁通操作中的任意一個。
[0150]子模塊210包括開關(guān)器件，該開關(guān)器件包括二極管，因此作為二極管的開關(guān)操作和整流操作，其能夠執(zhí)行充電、放電和旁通操作中的任意一個。
[0151]每個子控制器230獲取關(guān)于子模塊210的信息，并且將獲取的信息插入到地址信息。同時，響應(yīng)于中央控制器250的請求，每個子控制器230發(fā)送插入了獲取的信息的地址信息到中央控制器250。
[0152]最終，每個子控制器230具有至少一個傳感器。包含在子控制器230中的傳感器測量子模塊210的電流和電壓的至少一個。
[0153]子控制器230能夠?qū)⒆幽K210的測量的電流和電壓信息的至少一種信息插入到地址信息。同時，測量的信息可以是給子模塊210充電的電壓信息。
[0154]同樣地，子控制器230將從中央控制器250發(fā)送的參考信息插入到地址信息。參考信息包括參考DC電壓和開關(guān)載波信號。
[0155]同樣地，子控制器230能夠存儲子模塊210的開關(guān)歷史信息到地址信息。開關(guān)歷史信息表示關(guān)于子模塊210執(zhí)行的充電操作、放電操作和旁通操作的歷史信息。
[0156]換句話說，子控制器230識別關(guān)于子模塊210的當(dāng)前開關(guān)信息和之前執(zhí)行的開關(guān)信息，并且將識別的開關(guān)信息插入到地址信息。
[0157]同樣地，給每個子模塊210分配地址，因此地址信息可以包括與分配的地址對應(yīng)的識別信息。
[0158]而且，當(dāng)子控制器230接收到請求識別自身地址的信號時，響應(yīng)于接收的請求信號，子控制器230發(fā)送地址信息到中央控制器250。
[0159]同時，發(fā)送的地址信息不僅包括上述識別的信息，還包括與子模塊210有關(guān)的不同種類的信息。
[0160]對于地址的識別，中央控制器250甚至識別由子控制器230控制的子模塊210的狀態(tài)?目息O
[0161 ]同樣地，中央控制器250基于識別的狀態(tài)信息控制多個子模塊210的開關(guān)狀態(tài)。
[0162]例如，提供多個子模塊210，因此，某些子模塊可以只執(zhí)行連續(xù)充電操作，其他子模塊210可以僅執(zhí)行放電操作或旁通操作。因此，使用包括在識別的地址信息中的開關(guān)歷史信息，中央控制器250分別確定當(dāng)前執(zhí)行放電操作的子模塊\執(zhí)行充電操作的子模塊和執(zhí)行旁通操作的子模塊。
[0163 ]同樣地，使用包括在地址信息中的充電電壓信息，中央控制器250可以基于當(dāng)前所需電力確定執(zhí)行應(yīng)當(dāng)充電操作的子模塊210的數(shù)量。
[0164]換句話說，中央控制器250控制模塊化多級轉(zhuǎn)換器200的整體操作。
[0165]中央控制器250測量與其連接的AC部110和170以及DC電力發(fā)送部140的電流和電壓。
[0166]同樣地，中央控制器250計(jì)算總控制值。在這種情況下，總控制值為模塊化多級轉(zhuǎn)換器200的輸出AC電力的電壓、電流和頻率大小的目標(biāo)值。
[0167]中央控制器250能夠基于與模塊化多級轉(zhuǎn)換器200連接的AC部110和170的電壓和電流，以及DC電力發(fā)送部140的電流和電壓的一個或多個，計(jì)算總控制值。
[0168]同時，中央控制器250基于通過通信設(shè)備(未示出)從監(jiān)控控制器(未示出)接收的基準(zhǔn)有功功率、基準(zhǔn)無功功率、參考電流和參考電壓的一個或多個控制模塊化多級轉(zhuǎn)換器200的操作。
[0169]中央控制器250向/從子控制器230發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，因此可以接收上述的地址信息。
[0170]參考圖7描述包括在模塊化多級轉(zhuǎn)換器200中的多個子模塊210的連接。
[0171]參考圖7，多個子模塊210串聯(lián)，并且連接到一相的正極或負(fù)極的多個子模塊210構(gòu)成一臂。
[0172]總體而言，三相模塊化多級轉(zhuǎn)換器200包括6個臂，因?yàn)槿郃、B和C中的每一相包括正極和負(fù)極。
[0173]因此，三相模塊化多級轉(zhuǎn)換器200包括:包括用于A相正極的多個子模塊210的第一臂221、包括用于A相負(fù)極的多個子模塊210的第二臂222、包括用于B相正極的多個子模塊210的第三臂223、包括用于B相負(fù)極的多個子模塊210的第四臂224、包括用于C相正極的多個子模塊210的第五臂225和包括用于C相負(fù)極的多個子模塊210的第六臂226。
[0174]并且，用于一相的多個子模塊210構(gòu)成柱(leg)。
[0175]因此，三相模塊化多級轉(zhuǎn)換器200可以包括:包括用于A相的多個子模塊210的A相柱227A;包括用于B相的多個子模塊210的B相柱228B;和包括用于C相的多個子模塊210的C相柱229C。
[0176]因此，第一臂221到第六臂226分別包括在A相柱227A、B相柱228B和C相柱229C中。
[0177]更詳細(xì)地，作為A相正極臂的第一臂221和作為A相負(fù)極臂的第二臂222包括在A相柱227A中，作為B相正極臂的第三臂223和作為B相負(fù)極臂的第四臂224包括在B相柱228B中。同樣地，作為C相正極臂的第五臂225和作為C相負(fù)極臂的第六臂226包括在C相柱229C中。
[0178]同樣地，多個子模塊210根據(jù)極性可包括正極臂227和負(fù)極臂228。
[0179]更詳細(xì)地，參考圖7，包括在模塊化多級轉(zhuǎn)換器200中的多個子模塊210基于中性線(η)劃分為與正極對應(yīng)的多個子模塊210和與負(fù)極對應(yīng)的多個子模塊210。
[0180]因此，模塊化多極轉(zhuǎn)換器200包括:正極臂227，其包括對應(yīng)于正極的多個子模塊210;負(fù)極臂228，其包括對應(yīng)于負(fù)極的多個子模塊210。
[0181]因此，正極臂227包括第一臂221、第三臂223和第五臂225，并且負(fù)極臂228包括第二臂222、第四臂224和第六臂226。
[0182]接下來，參考圖8描述子模塊210的配置。
[0183]圖8顯示了子模塊210的配置的示例視圖。
[0184]參考圖8，子模塊210包括兩個開關(guān)和兩個二極管，以及電容。這種類型的子模塊還稱為半橋型或半橋逆變器。
[0185]在這種情況下，包括在開關(guān)部217中的開關(guān)包括電功率半導(dǎo)體，也稱為功率半導(dǎo)體。功率半導(dǎo)體為用于電力設(shè)備的半導(dǎo)體元件，并且可優(yōu)化用于電力的轉(zhuǎn)換或控制。并且，功率半導(dǎo)體還稱為閥或晶體管閥。
[0186]由于包括在開關(guān)部217中的開關(guān)包括功率半導(dǎo)體，所以其可以包括絕緣柵雙極型晶體管(簡寫為IGBT)、柵極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成柵極換向晶閘管(IGCT)等。
[0187]存儲部219包括電容，因此能夠充電或放電。同時，子模塊表示為基于子模塊210的配置和操作的等效模塊。
[0188]圖9顯示了子模塊210的等效模塊。參考圖9，子模塊210表示為包括開關(guān)和電容的電能充放設(shè)備。
[0189]因此，應(yīng)當(dāng)注意，子模塊210為與輸出電壓為Vsm的電能充放設(shè)備相同的設(shè)備。
[0190]接下來，參考圖10至13描述子模塊210的操作。
[0191]圖10至13的子模塊210的開關(guān)部217包括多個開關(guān)Tl和T2，每個開關(guān)分別連接二極管Dl和D2。子模塊210的存儲部219包括電容C。
[0192]參考圖10至11描述子模塊210的充放電操作。
[0193]圖10和11顯示了子模塊210的電容電壓Vsm的形成。
[0? 94] 參考圖1O和11，開關(guān)部217的開關(guān)TI表不接通狀態(tài)，開關(guān)T2表不關(guān)斷狀態(tài)。因此，根據(jù)每個開關(guān)的操作，子模塊210形成電容電壓。
[0195]更詳細(xì)地，參考圖10，流入子模塊210的電流流經(jīng)開關(guān)Tl，傳送到電容C，并且形成電容電壓(即，Vsm)。并且，形成的電容電壓可以給電容C充電。
[0196]并且，子模塊210執(zhí)行對充入的電能進(jìn)行放電的放電操作。
[0197]更詳細(xì)地，參考圖11，充入子模塊210的電容C的所儲電能從開關(guān)Tl輸出。因此子模塊210會放出存儲的電能。
[0198]下面參照圖12和13說明子模塊210的旁通操作。
[0199]圖12和13顯示了子模塊210的零電壓的形成。
[0200]參考圖12和13，開關(guān)部217的開關(guān)Tl表示關(guān)斷狀態(tài)，開關(guān)T2表示導(dǎo)通狀態(tài)。由于電流不流入子模塊210的電容C，所以子模塊210可以形成零電壓。
[0201]更詳細(xì)地，參考圖12，流入子模塊210的電流通過開關(guān)T2輸出，從而子模塊210可以形成零電壓。
[0202]并且，參考圖13，流入子模塊210的電流通過二極管D2輸出，從而子模塊210可以形成零電壓。
[0203]如上所述，由于子模塊210可以形成零電壓，因此其可以執(zhí)行讓電流流過而不流入子模塊210的旁通操作。
[0204]圖14為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的功率值校正裝置的原理框圖。
[0205]參考圖14，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的HVDC系統(tǒng)中的功率值校正裝置包括多個傳感器組310和功率值校正部320。
[0206]每個傳感器組310包括用于測量電流的電流傳感器和用于測量電壓的電壓傳感器，并且可以安裝在HVDC系統(tǒng)的每個測量位置。
[0207]例如，多個傳感器組310包括第一傳感器組、第二傳感器組和第三傳感器組，其中第一傳感器組安裝在電力接收側(cè)變壓器部或電力發(fā)送側(cè)變壓器部中，第二傳感器組安裝在電力接收側(cè)轉(zhuǎn)換器部或電力發(fā)送側(cè)轉(zhuǎn)換部中，和第三傳感器組安裝在DC電力發(fā)送部中。
[0208]功率值校正部320使用分別通過多個傳感器組310測量的電流值和電壓值來計(jì)算功率值。
[0209]在這種情況下，使用通過每個傳感器組310測量的電流和電壓以及每個傳感器組的線路阻抗來計(jì)算功率值。
[0210]線路阻抗意味著將包含在每個傳感器組310中的電流傳感器和電壓傳感器連接的線路的阻抗。
[0211]在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時設(shè)置線路阻抗，并且功率值校正部320使用在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時設(shè)置的線路阻抗來計(jì)算功率值。
[0212]同樣地，在另一方面，功率值校正部320測量和計(jì)算當(dāng)前的阻抗值，并且使用測量的和計(jì)算的線路阻抗來計(jì)算功率值。
[0213]使用以下方法計(jì)算功率值。
[0214][等式I]
[0215]p_!=v_ixi_ixt
[0216]其中p_l為功率值，V_1為通過傳感器組的電壓傳感器測量的電壓值，1_1為通過傳感器組的電流傳感器測量的電流值，t為電力發(fā)送或電力接收的時間。
[0217]S卩，通過等式I，HVDC系統(tǒng)中的電力轉(zhuǎn)換站的功率值計(jì)算為與時間有關(guān)的電壓和電流值的乘積。
[0218]在這種情況下，HVDC系統(tǒng)包括電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站、電力接收轉(zhuǎn)換站和連接轉(zhuǎn)換站的電力傳輸線。
[0219]在這種情況下，假如上述傳感器組為安裝在電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站的傳感器組，那么功率值校正部320計(jì)算從電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站發(fā)送到電力接收轉(zhuǎn)換站的功率值。
[0220]同樣地，假如傳感器組為安轉(zhuǎn)在電力接收轉(zhuǎn)換站的傳感器組，那么功率值校正部320計(jì)算由電力接收轉(zhuǎn)換站接收的功率值。
[0221]在這種情況下，根據(jù)條件，電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站也可以操作為接收從電力接收轉(zhuǎn)換站發(fā)送的電力的電力轉(zhuǎn)換站，并且電力接收轉(zhuǎn)換站也可以操作為傳送電力到電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站的電力轉(zhuǎn)換站。
[0222]并且，線路阻抗根據(jù)相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換站是操作為電力接收轉(zhuǎn)換站還是電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站而變化。
[0223]相應(yīng)地，功率值校正部320依靠電力轉(zhuǎn)換站的工作狀態(tài)(電力發(fā)送狀態(tài)和電力接收狀態(tài))來識別預(yù)定的線路阻抗，并且使用相應(yīng)的阻抗計(jì)算功率值。
[0224]同時，根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，C&P(控制和保護(hù)系統(tǒng))已經(jīng)用于僅基于等式I計(jì)算功率值。
[0225]然而，測量電壓的電壓傳感器具有測量誤差的范圍，并且測量電流的傳感器也具有測量誤差的范圍。相應(yīng)地，由于分別測量電壓和電流的電壓傳感器和電流傳感器的測量誤差，所以在計(jì)算的功率值中存在差異，并且該差別被認(rèn)為是系統(tǒng)的電力損耗。
[0226]例如，在電壓傳感器的誤差為±0.5%、電流傳感器的誤差為±0.5%的情況下，相應(yīng)的測量電壓誤差為+0.5%且測量電流誤差為-0.5%的情況下，功率值按如下計(jì)算。
[0227]P_2 = V_2 X 0.005 X I_2 X (-0.005) X t = _V_2 X I_2 X 0.000025 X t
[0228]在這種情況下，由于HVDC系統(tǒng)中操作的電力具有非常大的值，那么測量的誤差也變得很大。
[0229]因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，還使用除了等式I的其他等式來計(jì)算功率值，相應(yīng)地識別出電流測量誤差和電壓測量誤差之間哪個的誤差更大。
[0230]S卩，電流表示為在等式I中電壓除以電阻的值，并且電壓表示為電流和電阻的乘積。
[0231]在這種情況下，由于電阻意味著線路阻抗，在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用測量的電流值和測量的電壓值之一來計(jì)算功率值，而不需要同時用兩者。
[0232][等式2]
[0233]P_2 = I_lXI_lXZ_lXt
[0234]其中，P_2為功率值，Ij為傳感器組的電流傳感器測量的電流，Z_1為在相應(yīng)的工作狀態(tài)下發(fā)生的線路阻抗，和t為電力發(fā)送或電力接收的時間。
[0235]S卩，功率值校正部320使用不同于等式I的等式2計(jì)算功率值。
[0236]對于根據(jù)等式2計(jì)算的功率值，不使用通過傳感器組的電壓傳感器測量的電壓值，而是僅僅使用通過電流傳感器測量的電流值和線路阻抗。
[0237][等式3]
[0238]P_3 = V_lXV_l/Z_lXt
[0239]其中，P_3為電力，Vj為通過傳感器組的電壓傳感器測量的電壓值，Z_1為在相應(yīng)的工作狀態(tài)下發(fā)生的線路阻抗，t為電力發(fā)送或電力接收的時間。
[0240]同樣地，功率值校正部320使用不同于等式I和2的等式3來計(jì)算電力。
[0241]關(guān)于根據(jù)等式3計(jì)算的功率值，不使用通過傳感器組的電流傳感器測量的電流值，而使用通過電壓傳感器測量的電壓值和線路阻抗。
[0242]假如根據(jù)等式I計(jì)算的功率值為第一功率值，根據(jù)等式2計(jì)算的功率值為第二功率值，根據(jù)等式3計(jì)算的功率值為第三功率值，那么第一到第三功率值彼此互不相同。
[0243]這是因?yàn)橥ㄟ^傳感器組的電流傳感器測量的電流值的測量誤差在大小上不同于通過電壓傳感器測量的電壓值的測量誤差。
[0244]相應(yīng)地，在第一到第三功率值中有兩個功率值彼此在大小上并不是非常不同，而是除了這兩個功率值之外的另一個功率值與這兩個功率值非常不同。
[0245]換句話說，在分別存在電流值測量誤差和電壓值測量誤差，并且電流值測量誤差大于電壓值測量誤差的情況下，主要使用具有更大測量誤差的電流值計(jì)算的第二功率值與第一和第三功率值具有很大不同。
[0246]另一方面，在電壓值測量誤差大于電流值測量誤差的情況下，主要使用具有更大測量誤差的電壓值計(jì)算的第三功率值與第一和第二功率值具有很大不同。
[0247]相應(yīng)地，假如確定電壓值的測量誤差大于電流值的測量誤差，那么功率值校正部320確定主要使用的不是電壓值而是電流值計(jì)算功率值的等式2的計(jì)算結(jié)果作為相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換站的實(shí)際功率值。
[0248]同樣地，相反地，假如確定電流值的測量誤差大于電壓值的測量誤差，那么功率值校正部320確定主要使用的不是電流值而是電壓值計(jì)算的功率值的等式3的計(jì)算結(jié)果作為相應(yīng)的電力轉(zhuǎn)換站的實(shí)際功率值。
[0249]同樣地，功率值校正部320識別用于上述測量值的特定一個的誤差水平，從而生成請求更換測量了相應(yīng)測量值的傳感器的信號或請求校正測量值的信號。
[0250]同樣地，假如特定測量值的誤差水平在參考范圍之外，那么功率值校正部320忽略相應(yīng)的測量值，使用其他測量值計(jì)算功率值。
[0251 ] S卩，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于電壓測量誤差和電流測量誤差不同，所以等式2和3的計(jì)算方法可以更好地驗(yàn)證在導(dǎo)致工作電壓和電流的改變上的誤差的原因方面要優(yōu)于等式I，基于此，本發(fā)明可以持續(xù)減少電力損耗(由于測量誤差導(dǎo)致的損耗)。
[0252]S卩，假如由于測量誤差導(dǎo)致的電力損耗主要來自電流的誤差，那么通過基于測量的電壓值計(jì)算的功率值來校正實(shí)際功率值，并且假如由于測量誤差導(dǎo)致的電力損耗主要來自電壓的誤差，那么通過基于測量的電流值計(jì)算的功率值來校正實(shí)際功率值。
[0253]同樣地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于上述方法通用于電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站和電力接收轉(zhuǎn)換站，所以可以校正由于測量誤差導(dǎo)致的損耗，從而最小化測量的電力損耗。
[0254]同樣地，如上所述，比較在電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站和電力接收轉(zhuǎn)換站測量的電流值和電壓值的測量誤差的趨勢，從而在電力發(fā)送轉(zhuǎn)換站和電力接收轉(zhuǎn)換站中出現(xiàn)誤差頻率更高的一個的電力能夠被校正。
[0255]同樣地，由于電流傳感器和電壓傳感器實(shí)際存在誤差范圍，當(dāng)在誤差范圍之外的測量值被校正或忽略時，電力損耗可以被計(jì)算。
[0256]圖15到16為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的測量HVDC系統(tǒng)中的功率值的方法的步驟流程圖。
[0257]首先，參考圖15，傳感器組安裝在HVDC系統(tǒng)的各個特定位置，并且測量相應(yīng)位置的電流值和電壓值(步驟110)。
[0258]接著，功率值校正部320通過將測量的電壓值和測量的電流值代入等式I來計(jì)算第一功率值(步驟120)。
[0259]同樣地，功率值校正部320通過將測量的電流值和相應(yīng)傳感器組的電壓傳感器和電流傳感器之間的線路阻抗代入等式2(步驟130)。
[0260]在這種情況下，由于根據(jù)工作模式，線路阻抗具有不同值，所以功率值校正部320識別當(dāng)前工作模式并根據(jù)識別的工作模式來識別傳感器組的阻抗。
[0261]并且，功率值校正部320基于識別的線路阻抗和測量的電流值計(jì)算第二功率值。
[0262]同樣地，功率值校正部320通過將測量的電壓值和線路阻抗代入等式3來計(jì)算第三功率值(步驟140)。
[0263]接著，功率值校正部320將計(jì)算的第一到第三功率值相互比較，并且識別出具有測量的電流值和測量的電壓值之間的更小測量誤差的測量值(步驟150)。
[0264]S卩，第一到第三功率值中的特定之一表現(xiàn)為與另外兩個功率值非常不同。這是因?yàn)榛诰哂须娏髦岛碗妷褐抵g的更大測量誤差的特定測量值來計(jì)算功率值。即，第二功率值和第三功率值之一與另外兩個功率值非常不同。
[0265]相應(yīng)地，功率值校正部320確定基于具有第二功率值和第三功率值之間的更小測量誤差的測量值計(jì)算的功率值作為最終功率值(步驟160)。
[0266]即，在第二功率值與第一和第三功率值存在很大不同的情況下，功率值校正部320識別電流值的測量誤差大于測量的電壓值的測量誤差，從而確定基于具有更小測量誤差的電壓值計(jì)算的第三功率值作為最終功率值。
[0267]另一方面，在第三功率值與第一和第二功率值存在很大不同的情況下，功率值校正部320識別電壓值的測量誤差大于測量的電流值的測量誤差，從而確定基于具有更小測量誤差的電流值計(jì)算的第二功率值作為最終功率值。
[0268]下文中，更詳細(xì)地描述了識別測量誤差水平的過程步驟。
[0269]參考圖16，功率值校正部310將如上計(jì)算的第一到第三功率值相互比較，并且識別出與另外兩個功率值非常不同的特定功率值(步驟210)。
[0270]并且，功率值校正部320識別用于計(jì)算識別出的特定功率值的測量值(步驟220)。[0271 ]作為識別結(jié)果，功率值校正部320確定測量值是否為電流值(步驟230)。
[0272]并且，假如測量值為電流，功率值校正部320判定測量的電流值的測量誤差大于電壓值的測量誤差(步驟240)。
[0273]同樣地，假如該測量值不是電流值而是電壓值，那么功率值校正部320判定測量的電壓值的測量誤差大于電流值的測量誤差(步驟250)。
[0274]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于基于不同方法計(jì)算電力，可以比較電壓和電流的測量誤差的變化，并且相應(yīng)地使用具有更小誤差的測量值來計(jì)算電力損耗，從而可以最小化由于HVDC系統(tǒng)的電壓和電流的測量誤差引起的電力損耗。
[0275]同樣地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于電壓和電流的測量誤差引起的電力轉(zhuǎn)換站的電力損耗能夠被校正，所以提高了 HVDC系統(tǒng)的效率，從而提高了電力測量的精確性和操作的可靠性。
[0276]以上實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅僅是示例性的，不能考慮為對本公開的限制。本教導(dǎo)很容易應(yīng)用到其他類型的裝置。本說明書是闡述性的，不是為了限制權(quán)利要求的范圍。許多替代、改進(jìn)和變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。所述的示例性的實(shí)施例的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其他特征以不同方式結(jié)合以獲取附加和/或可替代的示例性實(shí)施例。
[0277]當(dāng)以幾種形式體現(xiàn)不脫離其特性的當(dāng)前特征時，還應(yīng)當(dāng)知道上述實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被以上說明書的任意詳細(xì)描述所限制，除非特別說明，而應(yīng)當(dāng)寬泛地在其附帶的權(quán)利要求的范圍內(nèi)考慮，并且因此落入權(quán)利要求的界標(biāo)和界限或這樣的界標(biāo)和界限的等同的所有改變和改進(jìn)是由附帶權(quán)利要求來體現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測量高壓直流系統(tǒng)中的功率值的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 接收電流值和電壓值，其由安裝在電力轉(zhuǎn)換站的特定位置的傳感器組測量； 識別安裝傳感器組的位置的線路阻抗； 通過使用所述電流值和電壓值，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第一功率值； 通過使用所述電流值和線路阻抗，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第二功率值； 通過使用所述電壓值和線路阻抗，計(jì)算所述電力轉(zhuǎn)換站的第三功率值;和通過將計(jì)算出的第一功率值、第二功率值和第三功率值互相比較，確定第二和第三功率值中的任何一個作為所述電力轉(zhuǎn)換站的實(shí)際功率值。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳感器組包括: 測量所述特定位置的電流的電流傳感器;和 測量所述特定位置的電壓的電壓傳感器。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述線路阻抗包括將電流傳感器與電壓傳感器相連的線路的阻抗。4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括判定所述電力轉(zhuǎn)換站的工作狀態(tài)是電力發(fā)送工作狀態(tài)還是電力接收工作狀態(tài)的步驟， 其中識別安裝傳感器組的位置的線路阻抗包括識別與所識別的工作狀態(tài)對應(yīng)的線路阻抗的步驟。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定實(shí)際功率值的步驟包括以下步驟: 將第一功率值、第二功率值和第三功率值相互比較，并且識別出具有在電壓值測量誤差與電流值測量誤差之間的更小測量誤差的測量值； 識別出使用第二功率值和第三功率值的識別出的測量值而計(jì)算出的功率值;和 將使用識別出的測量值計(jì)算的功率值確定為實(shí)際功率值。6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括輸出請求更換所測量的測量值具有更大誤差的傳感器的信號的步驟。
【文檔編號】H02J3/36GK105870954SQ201610041738
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】崔用吉, 崔皓碩
【申請人】Ls產(chǎn)電株式會社