CN109546674A - 一种桥式直流耗能装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种桥式直流耗能装置，包括至少两个桥式耗能模块；桥式耗能模块由直流电容、第一耗能支路、第二耗能支路并联连接构成；第一耗能支路由第一功率半导体器件与第一耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第一引出端；第二耗能支路由第二功率半导体器件与第二耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第二引出端；所述至少两个桥式耗能模块同方向串联构成桥式直流耗能装置。本发明还公开一种基于桥式直流耗能装置的控制方法，当直流线路电压升高时，通过控制功率半导体器件控制耗能电阻的投退，以稳定直流电压；当直流线路短路时，第一耗能电阻和第二耗能电阻放电串联，以限制直流电容电流。装置性价比高，可靠性高，易于实现。

Description

一种桥式直流耗能装置及控制方法

技术领域

本发明属于大功率电力电子变流技术领域，具体涉及一种桥式直流耗能装置及控制方法。

背景技术

在高压直流输电***中，直流耗能装置是至关重要的设备。直流耗能装置主要应用于新能源发电输送的应用场景，如果发电端为与风电类似的惯性电源，当受电端发生故障时，由于功率无法送出，将在直流侧累积能量，造成直流输电线路的电压升高，对设备的安全运行造成危害。

现有技术中目前常用的技术方案为采用功率半导体器件，如IGBT直接串联和集中的电阻方案构成，由IGBT阀串承受高压，集中电阻消耗能量，该方案工作时所有IGBT同时导通，对器件开通和关断的一致性要求极高，一旦出现不一致，会导致部分阀段过压烧毁，由于工作时会不断的开通关断，装置损坏的风险很高。

有技术方案提出模块化方案，但方案存在器件数量多，成本高，可靠性低的缺陷，如专利CN102132484B具有分布式制动电阻的变换器中提出的解决方案，如图2所示，该方案主要存在的缺陷在于：二极管构成的桥臂电位复杂：其中二极管桥臂的上管与邻近模块连接，电容无法对其起到钳位作用，而在装置运行时，由于运行方式复杂，在模块之间工作不同步时，模块之间的电位不确定，该二极管存在过压击穿的风险；同时，该方案中器件数量较多，共包含4组功率半导体器件，整个模块的故障率和成本均较高；而且该方案的模块中包含了两个由功率半导体器件构成的桥臂，桥臂之间存在电位连接，增加了结构设计的难度。

为了克服上述缺陷，本发明提供一种成本低、可靠性高的及解决方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种桥式直流耗能装置以及使用上述装置的控制方法，装置并联在直流线路之间，采用桥式耗能模块直接串联方式，减少了半导体器件的用量，简化了耗能装置的设计，便于整体布置；采用模块化方案解决了均压的问题；采用旁路支路，当桥式耗能模块故障时，保障了旁路可靠性；配合充电电阻，可实现桥式耗能装置的在线投退；在直流线路故障时，利用耗能电阻的串联来限制短路电流。所提桥式直流耗能装置具有成本低，可靠性高的特点。

为了达成上述目的，本发明采用的具体的方案如下：

所述装置包括至少两个桥式耗能模块；所述桥式耗能模块由直流电容、第一耗能支路、第二耗能支路并联连接构成；所述第一耗能支路由第一功率半导体器件与第一耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第一引出端，第一耗能电阻的另一端与直流电容正极相连；所述第二耗能支路由第二功率半导体器件与第二耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第二引出端，第二耗能电阻的一端另与直流电容负极相连；所述至少两个桥式耗能模块同方向串联构成桥式直流耗能装置，所述桥式直流耗能装置一端与直流高电位电极连接，另一端与直流低电位电极连接。

其中，所述桥式耗能模块第一引出端和第二引出端之间并联第一旁路开关。

其中，所述第一旁路开关是机械开关或由功率半导体器件构成的固态开关。

其中，所述桥式耗能模块第一引出端和第二引出端之间并联一个保护半导体器件，该器件可以主动导通或被动击穿，将桥式耗能模块旁路。

其中，所述桥式耗能模块直流电容两端并联一个均压电阻。

其中，所述桥式直流耗能装置中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件为全控型功率半导体器件，所述全控型功率半导体器件还包括反并联二极管。

其中，所述桥式直流耗能装置中的第一耗能电阻和第二耗能电阻两端分别并联二极管。

其中，所述桥式直流耗能装置串联单向导通单元后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，所述单向导通单元包括至少两个功率半导体器件串联，所述功率半导体器件与第一半导体器件的反并二极管按照允许流过的电流方向反方向布置。

其中，如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式耗能模块采用N组耗能支路，N≥3，其中第三耗能支路的结构形式与第二耗能支路完全相同，第三耗能支路与第二耗能支路并联，第三耗能支路中的第三耗能电阻与第二耗能电阻并联；当存在更多的耗能支路时，按相同布置方式依次并联于第一耗能支路和第二耗能支路两端。

其中，所述桥式直流耗能装置串联第二旁路开关和第一隔离开关后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，第二旁路开关两端并联预充电电阻。

本发明还包括一种所述桥式直流耗能装置的控制方法：

(1)当装置启动时，所述控制方法可以包括如下步骤：

步骤1：所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断；

步骤2：随着线路直流电压上升，装置两端的直流电压同时上升；

步骤3：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

(2)桥式直流耗能装置的在线投入，所述方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断，所述第二旁路开关分断，第一隔离开关分断；

步骤2：闭合第一隔离开关，通过预充电电阻向桥式耗能模块中的直流电容充电；

步骤3：待直流电容电压大于某一阈值时，闭合第二旁路开关，将预充电电阻旁路；

步骤4：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

(3)桥式直流耗能装置的在线退出，所述方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块直流电容电压处于均衡状态；

步骤2：关断桥式耗能模块中的功率半导体器件，分断第一隔离开关。

(4)当与装置连接的直流线路正常运行时，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件处于关断状态；当直流线路过压时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：设定直流线路电压控制目标上限值1，上限值2，正常值，其中上限值2大于上限值1，上限值1大于正常值；

步骤2：当检测到直流线路电压超过上限值1时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件或第二功率半导体器件，直至直流线路电压恢复正常值，关断桥式耗能模块中的第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；

步骤3：当检测到直流线路电压超过上限值2时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到上限值1时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到正常值时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件。

(5)当桥式耗能模块发生故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到桥式耗能模块发生故障时，关断第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：闭合第一旁路开关，直流电容通过第一耗能电阻和第二耗能电阻放电；

步骤3：故障桥式耗能模块被第一旁路开关旁路，桥式直流耗能装置继续运行。

(6)当直流线路发生短路故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到直流线路发生故障时，关断桥式直流耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：桥式直流耗能装置中所有直流电容串联后，通过第一耗能电阻串联和第二耗能电阻串联回路，对直流线路故障点放电；

步骤3：分断第二旁路开关，分断第一隔离开关；

步骤4：当直流线路故障清除且电压恢复正常值后，按权利要求11所述步骤将桥式直流耗能装置在线投入。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的桥式直流耗能装置并联在中、高压直流线路高、低电位之间，利用桥式耗能模块将装置拆分成各个子模块，每个模块均包含直流电容，可共同承受线路电压，降低了桥式耗能模块中功率半导体器件承受过电压的风险。

2、本发明提出的桥式耗能模块采用两组或更多组耗能支路，当有更多组的耗能支路时，可均匀分布并联于第一和第二耗能支路，然后再并联于直流电容两端，在直流线路过压时可根据定值轮换投入耗能支路，避免了单一耗能支路频繁投入，造成耗能电阻热量累积和散热设备的成本增加，并且增加了控制的灵活性；多个耗能支路的同时投入加快了直流电容的放电速度，增强了耗能装置抑制直流线路过电压的能力，在一些极端工况可以有效的保证换流站设备安全。

3、本发明提出的桥式耗能模块配置了旁路开关，在模块故障时旁路开关合闸。将故障模块切除，旁路开关合闸时，耗能支路的耗能电阻串联后抑制了直流电容的放电电流，保证了旁路开关合闸的可靠性。

4、本发明提出的桥式直流耗能装置中两个耗能支路的耗能电阻与直流电容呈现串联关系，在装置启动时起到了限流作用，在装置在线投入时，可以省去预或减小充电电阻；在直流线路短路故障时，所有桥式直流耗能模块中的耗能电阻串联，限制直流电容向故障点的放电电流。

5、本发明提出的桥式直流耗能装置还可以串联单向导通单元，单向导通单元集中布置，单向导通单元主要作用是避免直流线路短路时，电容器组向故障点放电，起到了保护隔离的作用，一般采用二极管作为单向导通器件，传统技术中将二极管分散布置在每个耗能模块中，主要问题在于：一方面，在耗能装置工作时，模块之间的电位存在一定的波动，二极管存在过压风险，另一方面，二极管分散在每个模块中，难以进行监视和管理，本发明将二极管集中布置，构成一个二极管阀串，并在阀段两端并联非线性电阻，避免了二极管阀段承受过电压，集中保护，便于监视和管理，整体数量上与传统方案相比也会减少。

6、本发明的桥式耗能模块中包含功率半导体器件，通常为带有反并联二极管的IGBT，耗能电阻两端并联二极管，模块中的功率半导体器件所在耗能支路是直接串联的，该串联支路仅包含功率半导体器件，且包含了所有的功率半导体器件，在结构设计时可以压装在一起，大大减小了装置的体积，同时有利于保证器件工作的一致性，并使器件之间的等效电感值减小。

附图说明

图1为本发明桥式直流耗能装置的拓扑图。

图2为现有技术直流耗能装置子模块的结构图。

图3为本发明桥式耗能模块含保护功率半导体器件的结构图。

图4为本发明桥式直流耗能装置的第一实施例。

图5为本发明桥式直流耗能装置的第二实施例。

图6为本发明桥式直流耗能装置的第三实施例。

图7为本发明桥式直流耗能装置的第四实施例。

图8为本发明桥式直流耗能装置的第五实施例。

图中标号名称：1、桥式直流耗能装置；2、桥式耗能模块；3、第一隔离开关；4、第二旁路开关；5、预充电电阻；6、单向导通单元；7、非线性电阻；21、第一旁路开关；22、直流电容；23、第一功率半导体器件；24、第二功率半导体器件；25、第一耗能电阻；26、第一耗能电阻并联二极管；27、第二耗能电阻； 28、第二耗能电阻并联二极管；29、保护半导体器件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种桥式直流耗能装置1包括至少两个桥式耗能模块2，所述桥式耗能模块由直流电容、第一耗能支路、第二耗能支路并联连接构成；所述第一耗能支路由第一功率半导体器件与第一耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第一引出端，第一耗能电阻的另一端与直流电容正极相连；所述第二耗能支路由第二功率半导体器件与第二耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第二引出端，第二耗能电阻的另一端与直流电容负极相连；所述至少两个桥式耗能模块同方向串联构成桥式直流耗能装置，所述桥式直流耗能装置一端与直流高电位电极连接，另一端与直流低电位电极连接。

图3是本桥式耗能模块2含保护功率半导体器件的结构图。

其中，所述桥式耗能模块2第一引出端和第二引出端之间并联一个保护半导体器件，该器件可以主动导通或被动击穿，将桥式耗能模块旁路。

本实施例中，保护半导体器件的阳极与桥式耗能模块第一引出端连接，阴极与桥式耗能模块第二引出端连接，当桥式耗能模块发生故障时，主动触发保护半导体器件，直流电容通过第一耗能电阻、第二耗能电阻、保护半导体器件的串联回路短路，烧毁保护半导体器件，有效旁路故障的桥式耗能模块。

本实施例中，保护半导体器件还可以将阴极与桥式耗能模块第一引出端连接，阳极与桥式耗能模块第二引出端连接，当桥式耗能模块发生故障时，直流电容电压不断升高，直至击穿保护半导体器件，直流电容通过第一耗能电阻、第二耗能电阻、保护半导体器件的串联回路放电，有效旁路故障的桥式耗能模块。

图4是本发明桥式直流耗能装置1工作的第一实施例。

其中，所述桥式耗能模块2中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件为全控型功率半导体器件，所述全控型功率半导体器件还包括反并联二极管。

其中，所述桥式耗能模块2中的第一耗能电阻和第二耗能电阻两端分别并联二极管。

所述桥式直流耗能装置1在直流线路过压时可根据定值轮换投入耗能支路，避免了单一耗能支路频繁投入，造成耗能电阻热量累积和散热设备的成本增加，并且增加了控制的灵活性；多个耗能支路的同时投入加快了直流电容的放电速度，

当与装置连接的直流线路正常运行时，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件处于关断状态；当直流线路过压时，包括如下步骤：

步骤1：设定直流线路电压控制目标上限值1，上限值2，正常值，其中上限值2大于上限值1，上限值1大于正常值；

步骤2：当检测到直流线路电压超过上限值1时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件，或轮换导通第一功率半导体器件和第二功率半导体器件，直至直流线路电压恢复正常值，关断桥式耗能模块中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤3：当检测到直流线路电压超过上限值2时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到上限值1时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到正常值时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件。

在本实施例中，当直流线路过压时，进入耗能模式。设定电压控制目标的上限值1为420kV，上限值2为440kV，正常值为400kV。

当检测到直流线路电压超过420kV时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件，电流流过第一耗能电阻如图3所示，由于耗能电阻的投入，能量被消耗，直流电压值的变化取决于能量积累的速度和消耗的速度。为了降低第一耗能电阻的热量消耗，还可以按一定周期轮换导通第一功率半导体器件和第二功率半导体器件，此时电流流过第一耗能电阻或第二耗能电阻，如图3所示。

如果积累的能量速度大于消耗的速度，直流电压继续上升，直流电压超过了440kV，此时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件，电流流过第一耗能电阻和第二耗能电阻，如图3所示。当直流线路电压下降并恢复到420kV时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到400kV时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件。

图5为本发明桥式直流耗能装置1的第二实施例。

其中，所述桥式耗能模块第一引出端和第二引出端之间并联第一旁路开关。

其中，所述第一旁路开关是机械开关或由功率半导体器件构成的固态开关。

本实施例中，桥式耗能模块201发生发生故障，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到桥式耗能模块201发生故障时，关断其第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：闭合桥式耗能模块201第一旁路开关，直流电容通过第一耗能电阻和第二耗能电阻放电；

步骤3：故障桥式耗能模块201被第一旁路开关旁路，桥式直流耗能装置1 继续运行。

本实施例中，当直流线路发生短路故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到直流线路发生故障时，关断桥式直流耗能模块2中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：桥式直流耗能装置1中所有直流电容串联后，通过第一耗能电阻串联和第二耗能电阻串联回路，对直流线路故障点放电。

图6为本发明桥式直流耗能装置1的第三实施例。

本实施例中，桥式直流耗能装置1采用3组耗能支路，其中第三耗能支路的结构形式与第二耗能支路完全相同，第三耗能支路与第二耗能支路并联，第三耗能支路中的第三耗能电阻与第二耗能电阻并联。

当桥式直流耗能装置1中存在更多的耗能支路时，可以按相同布置方式依次并联于第一耗能支路和第二耗能支路两端。

图7为本发明桥式直流耗能装置1的第四实施例。

其中，所述桥式直流耗能装置1串联第二旁路开关和第一隔离开关后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，第二旁路开关两端并联预充电电阻。

本实施例中，桥式直流耗能装置1可以在线投入，方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断，所述第二旁路开关分断，第一隔离开关分断；

步骤2：闭合第一隔离开关，通过预充电电阻向桥式耗能模块中的直流电容充电；

步骤3：待直流电容电压大于某一阈值时，闭合第二旁路开关，将预充电电阻旁路；

步骤4：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

本实施例中，桥式直流耗能装置1可以在线退出，方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块直流电容电压处于均衡状态；

步骤2：关断桥式耗能模块中的功率半导体器件，分断第一隔离开关。

图8为本发明桥式直流耗能装置1的第五实施例。

其中，所述桥式直流耗能装置串联单向导通单元后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，所述单向导通单元包括至少两个功率半导体器件串联，所述功率半导体器件与第一半导体器件的反并二极管按照允许流过的电流方向反方向布置。

其中，单向导通单元两端并联一只或多只串联的非线性电阻，还可以将单向导通单元分成若干组，分别并联非线性电阻，起到限制单向导通单元过电压的作用。

本实施例中，单向导通单元阻止了桥式直流耗能装置1中所有直流电容对直流线路故障点的放电。

本发明还包括一种所述直流耗能装置的控制方法：

A、方法1：装置与换流器一起完成启动，包括如下步骤：

步骤1：所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断；

步骤2：随着线路直流电压上升，装置两端的直流电压同时上升；

步骤3：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

B、方法2、采用装置中自带的充电回路，包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断，所述第二旁路开关分断，第一隔离开关分断；

步骤2：闭合第一隔离开关，通过预充电电阻向桥式耗能模块中的直流电容充电；

步骤3：待直流电容电压大于某一阈值时，闭合第二旁路开关，将预充电电阻旁路；

步骤4：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例进行的各种形式修改或变更均在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种桥式直流耗能装置，其特征在于，所述装置包括至少两个桥式耗能模块；所述桥式耗能模块由直流电容、第一耗能支路、第二耗能支路并联连接构成；所述第一耗能支路由第一功率半导体器件与第一耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第一引出端，第一耗能电阻的另一端与直流电容正极相连；所述第二耗能支路由第二功率半导体器件与第二耗能电阻串联连接构成，两者的连接点引出作为第二引出端，第二耗能电阻的另一端与直流电容负极相连；所述至少两个桥式耗能模块同方向串联构成桥式直流耗能装置，所述桥式直流耗能装置一端与直流高电位电极连接，另一端与直流低电位电极连接。

2.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式耗能模块第一引出端和第二引出端之间并联第一旁路开关。

3.如权利要求2所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述第一旁路开关是机械开关或由功率半导体器件构成的固态开关。

4.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式耗能模块第一引出端和第二引出端之间并联一个保护半导体器件，该器件主动导通或被动击穿，将桥式耗能模块旁路。

5.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式耗能模块直流电容两端并联一个均压电阻。

6.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式直流耗能装置中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件为全控型功率半导体器件，所述全控型功率半导体器件还包括反并联二极管。

7.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式直流耗能装置中的第一耗能电阻和第二耗能电阻两端分别并联二极管。

8.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式直流耗能装置串联单向导通单元后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，所述单向导通单元包括至少两个功率半导体器件串联，所述功率半导体器件与第一半导体器件的反并二极管按照允许流过的电流方向反方向布置。

9.如权利要求1所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式耗能模块采用N组耗能支路，N≥3，其中第三耗能支路的结构形式与第二耗能支路完全相同，第三耗能支路与第二耗能支路并联，第三耗能支路中的第三耗能电阻与第二耗能电阻并联；当存在更多的耗能支路时，按相同布置方式依次并联于第一耗能支路和第二耗能支路两端。

10.如权利要求1至9任一项所述的一种桥式直流耗能装置，其特征在于：所述桥式直流耗能装置串联第二旁路开关和第一隔离开关后连接于直流高电位电极和直流低电位电极之间，第二旁路开关两端并联预充电电阻。

11.一种基于权利要求1-10任一项所述桥式直流耗能装置的控制方法，其特征在于：当装置启动时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断；

步骤2：随着线路直流电压上升，装置两端的直流电压同时上升；

步骤3：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

12.一种基于权利要求10所述桥式直流耗能装置的在线投入控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件关断，所述第二旁路开关分断，第一隔离开关分断；

步骤2：闭合第一隔离开关，通过预充电电阻向桥式耗能模块中的直流电容充电；

步骤3：待直流电容电压大于某一阈值时，闭合第二旁路开关，将预充电电阻旁路；

步骤4：利用耗能支路均衡各个桥式耗能模块中电容的电压。

13.一种基于权利要求10所述桥式直流耗能装置的在线退出控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

步骤1：线路直流电压已经建立，所述桥式耗能模块直流电容电压处于均衡状态；

步骤2：关断桥式耗能模块中的功率半导体器件，分断第一隔离开关。

14.一种基于权利要求1-10任一项所述桥式直流耗能装置的控制方法，其特征在于：当与装置连接的直流线路正常运行时，所述桥式耗能模块中的功率半导体器件处于关断状态；当直流线路过压时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：设定直流线路电压控制目标上限值1，上限值2，正常值，其中上限值2大于上限值1，上限值1大于正常值；

步骤2：当检测到直流线路电压超过上限值1时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件或第二功率半导体器件，直至直流线路电压恢复正常值，关断桥式耗能模块中的第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；

步骤3：当检测到直流线路电压超过上限值2时，导通部分或全部桥式耗能模块中的第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到上限值1时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件或第二功率半导体器件；当直流线路电压下降并恢复到正常值时，关断桥式耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件。

15.一种基于权利要求2所述桥式直流耗能装置的控制方法，其特征在于；当桥式耗能模块发生故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到桥式耗能模块发生故障时，关断第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：闭合第一旁路开关，直流电容通过第一耗能电阻和第二耗能电阻放电；

步骤3：故障桥式耗能模块被第一旁路开关旁路，桥式直流耗能装置继续运行。

16.一种基于权利要求1-9任一项所述桥式直流耗能装置的控制方法，其特征在于；当直流线路发生短路故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到直流线路发生故障时，关断桥式直流耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：桥式直流耗能装置中所有直流电容串联后，通过第一耗能电阻串联和第二耗能电阻串联回路，对直流线路故障点放电。

17.一种基于权利要求10所述桥式直流耗能装置的控制方法，其特征在于；当直流线路发生短路故障时，所述方法包括如下步骤：

步骤1：当检测到直流线路发生故障时，关断桥式直流耗能模块中第一功率半导体器件和第二功率半导体器件；

步骤2：桥式直流耗能装置中所有直流电容串联后，通过第一耗能电阻串联和第二耗能电阻串联回路，对直流线路故障点放电；

步骤3：分断第二旁路开关，分断第一隔离开关；

步骤4：当直流线路故障清除且电压恢复正常值后，将桥式直流耗能装置在线投入。