CN106058890A - Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制*** - Google Patents

Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN106058890A
CN106058890A CN201610569573.5A CN201610569573A CN106058890A CN 106058890 A CN106058890 A CN 106058890A CN 201610569573 A CN201610569573 A CN 201610569573A CN 106058890 A CN106058890 A CN 106058890A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
power module
module
power model
statcom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610569573.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106058890B (zh
Inventor
柳大海
杨勇
郭维雅
张永新
孙虎云
薛廷超
李俊
齐庆峰
田二胜
孙金国
徐亮
刘洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiongan New Area Power Supply Company State Grid Hebei Electric Power Co
State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Xuji Group Co Ltd, XJ Electric Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201610569573.5A priority Critical patent/CN106058890B/zh
Publication of CN106058890A publication Critical patent/CN106058890A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106058890B publication Critical patent/CN106058890B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制***,检测各功率模块返回的状态,如果有异常,那么,STATCOM停止工作;当STATCOM满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整;将调整后的参数分配到各对应的功率模块;对异常功率模块的异常状态进行屏蔽,重新控制各正常功率模块,实现不对称再启动。通过异常功率模块的定位旁路操作,重新调整控制参数,最后进行不对称再启动控制,实现故障后STATCOM的最大限度再启动,解决现有的链式STATCOM功率模块旁路方式以及再启动方法存在的可靠性、适用性问题。

Description

STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制***
技术领域
本发明涉及STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制***。
背景技术
静止同步补偿器(STATCOM)是一种基于电力电子开关器件的电能质量问题动态补偿及治理装置,具有工作范围更广,容量更大,响应速度更快,谐波特性好、体积小等优点,作为***补偿装置,代表了电能质量问题动态补偿的发展方向。目前为了应用于高电压大容量场合,通常采用功率模块串联的方式,形成链式结构以适应于高电压大容量的场合,其中功率模块可以采用H桥型结构、三电平型结构或多电平型结构,电压等级越高,每相需串联的功率模块数越多,这无疑增加了设备的故障可能性。由于采用串联的结构,当某相发生一个或多个功率模块异常后,整套装置将停止运行,这样将降低装置的可靠性。
为了提高装置的可靠性,常见的功率模块异常解决方法有:第一种,通过控制功率模块中左、右桥臂上开关管或左、右桥臂下开关管同时开通的方式短路功率模块,从而实现模块旁路。这种方法需要在功率模块控制电路、驱动电路、以及对应功率开关管均正常情况下才能实现,而功率开关管为易损器件,因此这种旁路方式不能完全解决功率模块异常问题。第二种,在功率模块的一次输出端口进行自动短路,来实现整个功率模块的旁路,其中实现短路的方法,通常采用接触器或晶闸管等开关机构,相比第一种方式,这种方式可以解决功率模块异常后仍然能旁路的问题。旁路后采取的冗余控制方法存在如下缺陷:1)可靠性问题,为了简化控制方法,通常采用对称旁路的方式,将三相功率模块都旁路相等的功率模块数,从而使每相运行的功率模块数一致。当其他相没有异常时,这种再启动方式仍然需要旁路正常的功率模块,从而实现功率模块的对称运行,然而当在其它位置功率模块再次发生异常时,可能因为正常的功率模块被旁路,使旁路的模块数已达到每相备用功率模块的上限,而无法实现旁路及再启动;2)适用性差问题,旁路后操作通常需要降容量运行、输出不对称的相电压,通过中性点漂移实现对称线电压输出,因此这种冗余控制方法应用范围受限制,只能适用于Y型接线方式的链式STATCOM;3)补偿性能问题,旁路后再启动,每相总开关频率降低,对无功补偿及谐波补偿的效果将会变差。
发明内容
本发明的目的是提供一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法,用以解决现有的链式STATCOM功率模块再启动方法可靠性差的问题。本发明同时提供一种STATCOM功率模块的不对称再启动控制***。
为实现上述目的,本发明的方案包括一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法,包括以下步骤:
(1)检测各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作;
(2)判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;
(3)根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算;
(4)将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块;
(5)根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号,然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块,实现不对称再启动。
所述冗余运行条件为:对于任意一相,当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤:重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系,具体为:对于任意一相,将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模块的先后顺序进行重新依次排序,每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的控制位。
所述步骤(3)中的三角载波频率计算公式为:
其中,
fa为A相调整后的三角载波的频率,fb为B相调整后的三角载波的频率,fc为C相调整后的三角载波的频率,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,N为每相所有功率模块的数目,f0为三相功率模块三角载波的初始给定频率,fsum为每相功率模块三角载波的总频率给定值。
所述步骤(3)中的调制三角波初始相位延时的计算公式为:
其中,n的取值从1开始、且n的结束值为相应相的正常功率模块的数目Na、Nb、Nc;θan为A相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,θbn为B相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,θcn为C相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,Ta为A相三角载波的周期,Tb为B相三角载波的周期,Tc为C相三角载波的周期,fa为A相三角载波的频率,fb为B相三角载波的频率,fc为C相移相载波调制方法三角载波的频率。
所述步骤(3)中的直流电压给定值的计算公式为:
其中,Uref_a为A相直流电压给定值的调整值,Uref_b为B相直流电压给定值的调整值,Uref_c为C相直流电压给定值的调整值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,N为每相所有功率模块的数目,Uref0为所有功率模块均正常时,初始给定的直流电压,Usum_ref为给定的直流总电压值。
所述步骤(3)中,还需对每相的直流平均电压值进行计算,计算公式为:
U a v r _ a = Σ n = 1 N a U d c _ a n / N a U a v r _ b = Σ n = 1 N b U d c _ b n / N b U a v r _ c = Σ n = 1 N c U d c _ c n / N c
其中,Uavr_a为调整后的A相直流电压平均值,Uavr_b为调整后的B相直流电压平均值,Uavr_c为调整后的C相直流电压平均值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,Udc_an为A相第n个正常功率模块的直流电压值,Udc_an为B相第n个正常功率模块的直流电压值,Udc_an为C相第n个正常功率模块的直流电压值。
一种STATCOM功率模块的不对称再启动控制***,包括:
检测模块,用于检测各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作;
判断模块,用于判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;
调整模块,用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算;
分配模块,用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块;
再启动控制模块,用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号,然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块,实现不对称再启动。
所述冗余运行条件为:对于任意一相,当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
所述控制***还包括排序模块,用于重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系,具体为:对于任意一相,将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模块的先后顺序进行重新依次排序,每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的控制位。
本发明提供的STATCOM功率模块的不对称再启动方法中,首先判断各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,表示STATCOM中有功率模块为异常模块,或者称为故障模块,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作,为后续的不对称再启动做准备;然后判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;并且,根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整;并将调整后的参数分配到对应各个正常的功率模块;最后对异常功率模块的异常状态进行屏蔽,重新打开各个正常功率模块的脉冲控制信号,利用重新调整的参数对对应的功率模块进行控制,实现不对称再启动。所以,该方法通过异常功率模块的定位旁路操作,排除异常模块的异常状态,重新调整控制参数,最后进行不对称再启动控制,实现故障后链式STATCOM的最大限度再启动,解决现有的链式STATCOM功率模块旁路方式以及再启动方法存在的可靠性、适用性问题,该方法的可靠性得到了很大地提升,并且适用范围大、无需降低容量运行,无功及谐波补偿效果好。同时该不对称再启动方法适用于任何通过旁路指令实现的功率模块的定位旁路,以及再启动控制。另外,该不对称再启动方法不但适用于Y型接线方式的链式STATCOM,而且同时适用于△型接线方式的链式STATCOM,适用范围更广。
附图说明
图1是STATCOM功率模块的不对称再启动方法整体流程图;
图2是STATCOM功率模块的不对称再启动方法详细流程图;
图3是功率模块异常时的控制过程原理示意图;
图4是定位旁路的控制过程原理示意图;
图5-a是没有异常功率模块时的模块与控制位的对应关系示意图;
图5-b是有异常功率模块时的模块与控制位的对应关系示意图;
图6是控制参数调整过程示意图;
图7是不对称再启动时的各个功率模块的电压分配示意图;
其中,图5-b中,黑色方框代表着异常功率模块,控制位不分配,白色方框代表着正常功率模块,控制位分配;
图7中,黑色圆代表着异常功率模块,输出电压为0,白色圆代表着正常功率模块,输出电压为K*U,K=N/Na,U=Uref0。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
方法实施例
在本实施例中,STATCOM以较为常用的链式STATCOM为例。STATCOM配套设置有一个主控制器,该主控制器与STATCOM连接,用于控制STATCOM的运行,所以,本发明提供的STATCOM功率模块的不对称再启动方法可以设置在主控制器中,作为该控制器的控制程序来实现对STATCOM的控制,由于该主控制器为现有技术,关于该控制器的具体内容就不再详细描述。另外,如果STATCOM没有配套的主控制器,而是采用整个电力***的控制***来控制,那么,该不对称再启动方法作为软件程序设置在控制***中来实现对STATCOM的控制。
如图1和图2所示,该STATCOM功率模块的不对称再启动方法包括以下步骤:
步骤1:链式STATCOM主控制器实时检测STATCOM三相功率模块返回的状态,如图3所示,当检测到异常状态时,表明STATCOM中的功率模块中有异常功率模块或者称之为故障功率模块,那么,主控制器封锁三相中所有的功率模块的开关管驱动脉冲信号,使STATCOM处于停机状态。STATCOM停止工作,为后续的旁路和不对称再启动打下基础。
步骤2:主控制器根据各个功率模块返回的状态,获取当前三相中每相中的异常功率模块的数目,然后判断STATCOM是否满足冗余运行条件,即判断该STATCOM是否可以冗余运行,当满足该冗余运行条件时,对异常的功率模块执行定位旁路操作,控制异常的功率模块旁路,并且异常的功率模块向主控制器返回旁路状态,如图4所示。
在本实施例中,给出一种具体的冗余运行条件,为:对于任意一相,当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。如果STATCOM满足该冗余运行条件,即可进行旁路控制。
为了便于说明,利用不等式来详细说明该冗余运行条件,具体如下:
链式STATCOM的主控制器实时检测所有模块返回的状态,获取当前三相异常模块的数目:Nya、Nyb、Nyc,每相中所有的功率模块的数目为N,每相的备用功率模块的数目为Nby,三相已旁路模块数(待旁路模块数)Npa、Npb、Npa,同时满足以下关系时,链式STATCOM三相都具有冗余运行能力,主控制器对三相异常功率模块发送模块定位旁路指令,获取旁路状态;否则装置不具备冗余运行能力,无法进行再启动,此时整机应断路器分闸,断开与母线连接。
N y a + N p a ≤ N b y N y b + N p b ≤ N b y N y c + N p c ≤ N b y
其中,Nya为A相异常功率模块的数目;Nyb为B相异常功率模块的数目;Nyc为C相异常功率模块的数目;Npa为A相已旁路功率模块的数目;Npb为B相已旁路功率模块的数目;Npc为C相已旁路功率模块的数目;Nby为每相备用功率模块的数目。
另外,主控制器发送旁路指令后,将等待旁路状态的返回,等待时间根据旁路机构的参数确定,通常可以为10s以上,当超时后并重复三次旁路操作及等待后仍然未获取所有的旁路状态,则主控制器应上报旁路拒动作故障,并进行跳闸保护。
步骤3:为了在后续的计算中便于说明,主控制器根据功率模块的旁路状态,可以重新调整功率模块与控制位的对应关系。
对于任意一相,假设该相中所有的功率模块的数目为N,那么,在正常状态下,即该相中没有异常的功率模块时,这N个功率模块有一个顺序,每个功率模块的序号即为对应功率模块的控制位,模块1的控制位为1,模块2的控制位为2,模块3的控制位为3,……,模块N的控制位为N,如图5-a所示。当该相中有M个异常功率模块时,在将这M个异常功率模块旁路掉之后,该相中剩下N-M个正常功率模块,将这N-M个正常功率模块按照原先没有异常情况下的所有的功率模块的先后顺序进行重新排序,当遇到异常功率模块时将不再与控制位编号对应,此时未分配的控制位编号与后面紧接着的第一个正常模块对应,直到所有正常功率模块重新配对完成。所以,该N-M个正常功率模块中的控制位为1到N-M。以M=2为例,如图5-b所示,模块3和模块7为异常功率模块,原先情况下,模块3和模块7的控制位分别是控制位3和控制位7,将这两个功率模块旁路后,模块1的控制位为1,模块2的控制位为2,模块3由于处于旁路状态,控制位不分配,所以,与该模块3紧接着的下一个正常模块——模块4分配为控制位3,模块5的控制位为4,模块6的控制位为5,模块7由于处于旁路状态,控制位不分配,所以,与该模块7紧接着的下一个正常模块——模块8分配为控制位6,模块9的控制位为7,……,模块N的控制位为N-2。
步骤4:功率模块旁路状态返回,主控制器完成旁路后,根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整,获取每个正常功率模块对应的三角波载波频率、三角波的初始相位延时以及每个功率模块直流电压给定值。另外,还可以求解出旁路后的各相的直流电压平均值。如图6给出了一种调整的先后顺序,但是,这只是其中的一种实施方式,需要说明的是,这几种调整参数的过程并没有先后顺序。
具体如下:
为了保证无功及谐波补偿效果,定位旁路后三相功率模块中的开关管频率应至少等于未旁路前每相总的开关频率,因此定位旁路后,三相每个正常功率模块的三角载波频率的计算方法如下:
其中,
fa——A相调整后的三角载波的频率,单位赫兹;
fb——B相调整后的三角载波的频率,单位赫兹;
fc——C相调整后的三角载波的频率,单位赫兹;
Na——A相正常功率模块的数目;
Nb——B相正常功率模块的数目;
Nc——C相正常功率模块的数目;
N——每相所有功率模块的数目;
f0——三相功率模块三角载波的初始给定频率,单位赫兹;
fsum——每相功率模块三角载波的总频率给定值,单位赫兹。
调整移相载波调制方法三角波的初始相位延时方法为:每相第n个控制位调整后的三角波初试相位延时计算公式如下,n取值从1开始,每相n的结束值为相应相正常功率模块的数目Na、Nb、Nc
其中,
θan——A相第n个控制位调整后的三角波初试相位延时,单位秒;
θbn——B相第n个控制位调整后的三角波初试相位延时,单位秒;
θcn——C相第n个控制位调整后的三角波初试相位延时,单位秒;
Na——A相正常功率模块的数目;
Nb——B相正常功率模块的数目;
Nc——C相正常功率模块的数目;
Ta——A相移相载波调制方法三角载波的周期,单位秒;
Tb——B相移相载波调制方法三角载波的周期,单位秒;
Tc——C相移相载波调制方法三角载波的周期,单位秒;
fa——A相移相载波调制方法三角载波的频率,单位赫兹;
fb——B相移相载波调制方法三角载波的频率,单位赫兹;
fc——C相移相载波调制方法三角载波的频率,单位赫兹;
其中,fa、fb和fc可以采用原先的参数,也可以采用经过上述调整后的对应三角载波频率。
调整每个功率模块的直流电压给定值的方法如下公式:
其中,
Uref_a——A相新的直流电压给定值,单位伏特;
Uref_b——B相新的直流电压给定值,单位伏特;
Uref_c——C相新的直流电压给定值,单位伏特;
Na——A相正常功率模块的数目;
Nb——B相正常功率模块的数目;
Nc——C相正常功率模块的数目;
N——每相所有功率模块的数目;
Uref0——所有功率模块正常时,初始给定的直流电压,单位伏特;
Usum_ref——给定的直流总电压值,单位伏特。
在进行直流总压控制以及均压控制时,主控制器根据返回的功率模块旁路状态,将未旁路功率模块返回的直流电压进行计算,获取每相的直流平均电压值,即忽略被旁路单元的直流电压,将每相第1个控制位对应功率模块直流电压到第Na、Nb、Nc控制位的模块直流电压进行平均值计算,计算方法如下;
U a v r _ a = Σ n = 1 N a U d c _ a n / N a U a v r _ b = Σ n = 1 N b U d c _ b n / N b U a v r _ c = Σ n = 1 N c U d c _ c n / N c
其中,
Uavr_a——A相调整后的直流电压平均值值,单位伏特;
Uavr_b——B相调整后的直流电压平均值值,单位伏特;
Uavr_c——C相调整后的直流电压平均值值,单位伏特;
Na——A相正常功率模块的数目;
Nb——B相正常功率模块的数目;
Nc——C相正常功率模块的数目;
Udc_an——A相第n个控制位对应的功率模块直流电压值,单位伏特;
Udc_an——B相第n个控制位对应的功率模块直流电压值,单位伏特;
Udc_an——C相第n个控制位对应的功率模块直流电压值,单位伏特。
步骤5:上述步骤对控制参数进行了调整,得到调整后的三角波的初始相位延时、三角波载波频率、每个功率模块直流电压给定值、每相直流电压平均值,这些调整值作为移相载波调制、直流总压控制以及均压控制的相应控制位的补偿指令,补偿指令的分配应按照正常功率模块对应的控制位编号对对应正常的功率模块进行匹配分配。
步骤6:主控制器根据返回的功率模块的旁路状态,忽略相应旁路的功率模块返回的异常状态,从而对其异常状态进行屏蔽,并根据上述获取的调整后的各个参数来重新调整对应正常功率模块的驱动脉冲信号,然后根据得到的驱动脉冲信号对应控制各正常功率模块,实现链式STATCOM的不对称再启动,如图7所示。至此完成链式STATCOM的不对称再启动。
功率模块定位旁路后进行不对称再启动前,链式STATCOM的主控制器根据返回的功率模块旁路状态,忽略旁路功率模块返回的异常状态,从而对其异常状态进行屏蔽,此时,主控制器检测整个STATCOM时,异常状态被视为已排除,可利用调整后的不对称运行参数进行补偿控制,并开启三相对应控制位的驱动脉冲信号,实现链式STATCOM的功率模块不对称再启动。
由于三相正常功率模块的数目Na、Nb、Nc在某一时刻可能存在相等或不相等情况,均可通过上述几个公式获取三相正常功率模块的三角波初始相位延时、三角载波频率、直流电压给定和直流平均电压。其中当Na、Nb、Nc不都相等时,三相的三角波初始相位延时、三角载波频率、直流电压给定和直流平均电压也不相等,此时链式STATCOM处于不对称再启动状态;当Na、Nb、Nc都相等时,为此方法的一个特例,三相的三角波初始相位延时、三角载波频率和直流电压给定相等,此时链式STATCOM处于对称再启动状态,该种情况下也同样适用于本发明提供的方法。并且对于链式STATCOM任何形式的功率模块旁路方法,只要通过旁路指令可实现功率模块的对位旁路以及旁路状态返回到主控制器这种旁路方式,均可采用本发明提供的链式STATCOM功率模块的定位旁路及其不对称再启动方法。
步骤7:当完成步骤1~6后,定位旁路以及不对称再启动的工作完成,当主控制器检测模块返回的状态无新的异常时,在以后的运算过程中可跳过步骤1~6,直接利用调整后的参数,采用原有控制方法,即步骤6进行STATCOM的控制。当再次检测到模块返回新的异常时,重新进行步骤1~6再次进行定位旁路及不对称再启动。
通过以上步骤,可实现链式STATCOM功率模块的定位旁路及其不对称再启动方法,可使故障后的链式STATCOM具备最大限度再启动能力,解决现有的链式STATCOM功率模块旁路后再启动方法存在的可靠性、适用性问题。同时不对称再启动方法适用于任何通过旁路指令可实现功率模块的对位旁路以及旁路状态返回到主控制器这种旁路方式的再启动控制,适用范围更广。
控制***实施例
本发明还提供一种STATCOM功率模块的不对称再启动控制***,包括:
检测模块,用于检测各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作;
判断模块,用于判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;
调整模块,用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算;
分配模块,用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块;
再启动控制模块,用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号,然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块,实现不对称再启动。
该控制***中的各个组成模块均为软件模块,通过执行相应的软件程序来实现各自的功能,所以,这些软件模块可以当作STATCOM的主控制器中的各个组成部分,该主控制器通过加载各个模块来实现该不对称再启动方法。因此,该控制***本质上还是控制方法,由于该方法在上述方法实施例中已有了详细的描述,这里就不再具体说明。
以上给出了具体的实施方式,但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案,并不局限于各个参数的计算过程。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)检测各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作;
(2)判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;
(3)根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算;
(4)将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块;
(5)根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号,然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块,实现不对称再启动。
2.根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述冗余运行条件为:对于任意一相,当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
3.根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤:重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系,具体为:对于任意一相,将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模块的先后顺序进行重新依次排序,每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的控制位。
4.根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述步骤(3)中的三角载波频率计算公式为:
其中,
fa为A相调整后的三角载波的频率,fb为B相调整后的三角载波的频率,fc为C相调整后的三角载波的频率,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,N为每相所有功率模块的数目,f0为三相功率模块三角载波的初始给定频率,fsum为每相功率模块三角载波的总频率给定值。
5.根据权利要求1或4所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述步骤(3)中的调制三角波初始相位延时的计算公式为:
其中,n的取值从1开始、且n的结束值为相应相的正常功率模块的数目Na、Nb、Nc;θan为A相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,θbn为B相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,θcn为C相第n个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,Ta为A相三角载波的周期,Tb为B相三角载波的周期,Tc为C相三角载波的周期,fa为A相三角载波的频率,fb为B相三角载波的频率,fc为C相移相载波调制方法三角载波的频率。
6.根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述步骤(3)中的直流电压给定值的计算公式为:
其中,Uref_a为A相直流电压给定值的调整值,Uref_b为B相直流电压给定值的调整值,Uref_c为C相直流电压给定值的调整值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,N为每相所有功率模块的数目,Uref0为所有功率模块均正常时,初始给定的直流电压,Usum_ref为给定的直流总电压值。
7.根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法,其特征在于,所述步骤(3)中,还需对每相的直流平均电压值进行计算,计算公式为:
U a v r _ a = Σ n = 1 N a U d c _ a n / N a U a v r _ b = Σ n = 1 N b U d c _ b n / N b U a v r _ c = Σ n = 1 N c U d c _ c n / N c
其中,Uavr_a为调整后的A相直流电压平均值,Uavr_b为调整后的B相直流电压平均值,Uavr_c为调整后的C相直流电压平均值,Na为A相正常功率模块的数目,Nb为B相正常功率模块的数目,Nc为C相正常功率模块的数目,Udc_an为A相第n个正常功率模块的直流电压值,Udc_an为B相第n个正常功率模块的直流电压值,Udc_an为C相第n个正常功率模块的直流电压值。
8.一种STATCOM功率模块的不对称再启动控制***,其特征在于,包括:
检测模块,用于检测各功率模块返回的状态,如果有功率模块的状态为异常状态,那么,封锁三相所有的功率模块的驱动信号,使STATCOM停止工作;
判断模块,用于判断STATCOM是否满足冗余运行条件,当满足该冗余运行条件时,控制异常的功率模块旁路;
调整模块,用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目,对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算;
分配模块,用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块;
再启动控制模块,用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号,然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块,实现不对称再启动。
9.根据权利要求8所述的STATCOM功率模块的不对称再启动控制***,其特征在于,所述冗余运行条件为:对于任意一相,当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
10.根据权利要求8所述的STATCOM功率模块的不对称再启动控制***,其特征在于,所述控制***还包括排序模块,用于重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系,具体为:对于任意一相,将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模块的先后顺序进行重新依次排序,每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的控制位。
CN201610569573.5A 2016-07-19 2016-07-19 Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制*** Active CN106058890B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610569573.5A CN106058890B (zh) 2016-07-19 2016-07-19 Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610569573.5A CN106058890B (zh) 2016-07-19 2016-07-19 Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106058890A true CN106058890A (zh) 2016-10-26
CN106058890B CN106058890B (zh) 2019-10-11

Family

ID=57188025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610569573.5A Active CN106058890B (zh) 2016-07-19 2016-07-19 Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106058890B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285045A (zh) * 2021-12-16 2022-04-05 广州智光电气技术有限公司 一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201956689U (zh) * 2010-12-31 2011-08-31 中电普瑞科技有限公司 一种静止同步补偿器的链节单元旁路结构
CN102780224A (zh) * 2012-08-08 2012-11-14 西安交通大学 链式多电平逆变器故障单元的无缝切除控制方法
JP2013027260A (ja) * 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Ltd 電力変換装置
CN203522518U (zh) * 2013-11-01 2014-04-02 广东电网公司东莞供电局 一种链式静止无功发生器链节在线旁路电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201956689U (zh) * 2010-12-31 2011-08-31 中电普瑞科技有限公司 一种静止同步补偿器的链节单元旁路结构
JP2013027260A (ja) * 2011-07-26 2013-02-04 Hitachi Ltd 電力変換装置
CN102780224A (zh) * 2012-08-08 2012-11-14 西安交通大学 链式多电平逆变器故障单元的无缝切除控制方法
CN203522518U (zh) * 2013-11-01 2014-04-02 广东电网公司东莞供电局 一种链式静止无功发生器链节在线旁路电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114285045A (zh) * 2021-12-16 2022-04-05 广州智光电气技术有限公司 一种基于高压动态无功补偿装置冗余控制的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106058890B (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3232530B1 (en) Cascaded photovoltaic grid-connected inverter, control method and control device for the same
US10389284B2 (en) Control arrangement of a multi-stator machine
CN103597693B (zh) 用于对链式转换器去能量的方法、控制器、计算机程序和计算机程序产品
CN1163506A (zh) Npc(中性点箝位)逆变器控制***
CN105517653A (zh) 一种mppt集中模式退出、切换方法及其相关应用
US20140358350A1 (en) Motor Vehicle, Battery, and Method for Controlling a Battery
CN110323774B (zh) 一种直流线路故障重启方法、vsc控制方法与装置
CN109149612B (zh) 一种换流站及其单阀组投退过程中子模块均压控制方法
CN106058890A (zh) Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制***
CN107659192B (zh) 一种换流站及其阀组投退过程中子模块均压控制方法
CN106208648A (zh) 一种statcom功率模块异常处理方法
JP2009171652A (ja) 電力変換装置
CN106130041A (zh) 扩大级联h桥光伏并网逆变器稳定运行范围的控制方法
US11070054B2 (en) Power controller
KR101413537B1 (ko) 풍력 발전 출력 보상 방법 및 시스템
CN110380433B (zh) 基于多机并联分序控制的电能质量综合治理装置
CN102244411B (zh) 一种ups并机***及其并机方法
CN109038586B (zh) 一种基于选择性限流的中压cs-apf容错控制方法
CN112721742B (zh) 燃料电池的功率控制***及方法
CN105990849A (zh) 一种光伏并网逆变器的模式切换的控制方法及控制装置
JP2019146335A (ja) 電源装置
CN114362498A (zh) 三相pfc电路的控制方法、装置、控制设备及存储介质
CN110224659B (zh) 压缩机电机变频与工频的自动切换方法及装置
JP3682544B2 (ja) インバータドライブ装置によるプラント電源カ率制御方式
CN106452122A (zh) Ac/dc直流源并联协调运行控制方法和控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue

Applicant after: XJ Group Corp.

Applicant after: XJ ELECTRIC Co.,Ltd.

Applicant after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue

Applicant before: XJ Group Corp.

Applicant before: XJ ELECTRIC Co.,Ltd.

Applicant before: State Grid Corporation of China

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190821

Address after: 071600 North Ring Road, Anxin Town, Anxin County, Baoding City, Hebei Province

Applicant after: XIONGAN NEW AREA POWER SUPPLY COMPANY, STATE GRID HEBEI ELECTRIC POWER Co.

Applicant after: XJ Group Corp.

Applicant after: XJ ELECTRIC Co.,Ltd.

Applicant after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

Address before: No. 1298 Xuchang City, Henan province 461000 XJ Avenue

Applicant before: XJ Group Corp.

Applicant before: XJ ELECTRIC Co.,Ltd.

Applicant before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA

TA01 Transfer of patent application right
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Gang

Inventor after: Cheng Yuhang

Inventor after: Zhang Yongxin

Inventor after: Sun Huyun

Inventor after: Xue Tingchao

Inventor after: Li Jun

Inventor after: Qi Qingfeng

Inventor after: Sun Jinguo

Inventor after: Xu Liang

Inventor after: Liu Yang

Inventor after: Hou Lei

Inventor after: Liu Dahai

Inventor after: Tian Ersheng

Inventor after: Yang Yong

Inventor after: Su Zhong Lai

Inventor after: Guo Weiya

Inventor after: Zhang Zhengwen

Inventor after: Ma Tao

Inventor before: Liu Dahai

Inventor before: Sun Jinguo

Inventor before: Xu Liang

Inventor before: Liu Yang

Inventor before: Yang Yong

Inventor before: Guo Weiya

Inventor before: Zhang Yongxin

Inventor before: Sun Huyun

Inventor before: Xue Tingchao

Inventor before: Li Jun

Inventor before: Qi Qingfeng

Inventor before: Tian Ersheng

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant