一种柔性直流输电系统的链路延时控制方法及装置与流程

本发明涉及输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流输电系统的链路延时控制方法及装置。

背景技术：

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，缩写为mmc)是一种新型的电压变换电路，它通过将多个子模块级联的方式，可以叠加输出很高的电压，并且还具有输出谐波少、模块化程度高等特点，因而在电力系统中具有广泛的应用前景。

现在已经开发出基于mmc的柔性直流输电系统，其包括多个功率模块，每个功率模块中含有全控型电压驱动式功率半导体器件(insulatedgatebipolartransistor，缩写为igbt子模块)，并通过控制策略控制各个每个功率模块。现有链路延时控制过程一般包括如下步骤：

第一步，第一控制模块在每个控制周期根据基于mmc的柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；将所述第一控制参数发送给第二控制模块；

第二步，第二控制模块在每个控制周期根据基于mmc的柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数；

第三步，将同一控制周期的第一控制参数和第二控制参数进行叠加，然后将叠加结果发送给脉冲分配模块；

第四步，脉冲分配模块根据叠加结果，得到控制信号，使得控制信号控制各个功率模块。

虽然上述链路控制策略能够实现对各个功率模块的控制，但是上述链路控制策略的控制过程所用的时间比较长，即链路控制延时过长，导致脉冲控制信号不能实时控制基于mmc的柔性直流输电系统，使得基于mmc的柔性直流输电系统的动态响应特性比较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柔性直流输电系统的链路延时控制方法及装置，以减小链路控制延时时间，从而提高柔性直流输电系统的动态响应特性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柔性直流输电系统的链路延时控制方法，包括如下步骤：

第一步，第一控制模块在第i控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；将所述第一控制参数发送给第二控制模块；i为大于等于2的整数；

第二步，第二控制模块将第i控制周期的第一控制参数以及存储的第i-1控制周期的第二控制参数进行叠加，得到叠加结果，将所述叠加结果发送给脉冲分配模块，然后执行第四步；

第三步，第二控制模块在第i控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数并进行存储；每个控制周期中，所述第一控制参数的控制对象的时间敏感性强于所述第二控制参数的控制对象的时间敏感性；

第四步，脉冲分配模块在第i控制周期，根据所述叠加结果，得到控制信号，所述控制信号控制各个功率模块。

与现有技术相比，本发明提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法中，第一控制模块在第i控制周期根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数后，将第一控制参数发送给第二控制模块；而由于每个控制周期中，第一控制参数的控制对象的时间敏感性强于第二控制参数的控制对象的时间敏感性，因此，在第二控制模块接收到第一控制模块发送的当前控制周期的第一控制参数后，就可以先行将当前控制周期的第一控制参数与上一控制周期的控制参数叠加后发送给脉冲分配模块，使得脉冲分配模块根据叠加结果得到控制信号控制各个功率模块，这样就无需等到第二控制模块计算出当前控制周期的第二控制参数，才与当前控制周期的第一控制参数叠加，因此，相比于现有技术，本发明提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法的链路控制延时时间比较短，这样就能提高柔性直流输电系统的动态响应特性。

本发明还提供了一种柔性直流输电系统的链路控制装置，包括第一控制模块、第二控制模块以及脉冲分配模块；

所述第一控制模块用于在每个控制周期根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；

所述第二控制模块用于在每个控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数并进行存储；以及将每个控制周期的第一控制结果以及存储的上一控制周期的第二控制结果进行叠加，得到叠加结果，将所述叠加结果发送给脉冲分配模块；所述第一控制参数的控制对象的时间敏感性强于所述第二控制参数的控制对象的时间敏感性；

所述脉冲分配模块用于根据所述叠加结果，得到控制信号，所述控制信号控制各个功率模块。

与现有技术相比，本发明提供的柔性直流输电系统的链路控制装置的有益效果与上述技术方案提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例柔性直流输电系统的链路延时控制方法流程框图；

图2为本发明实施例提供的柔性直流输电系统的链路控制装置结构框图。

附图标记：

1-第一控制模块，2-第二控制模块；

3-脉冲分配模块，4-m个功率模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2所示，本发明实施例提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法，其中柔性直流输电系统包括第一控制模块1、第二控制模块2和脉冲分配模块3，该链路延时控制方法具体包括如下步骤：

第一步，第一控制模块1在第i控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；将所述第一控制参数发送给第二控制模块2，i为大于等于2的整数；

第二步，第二控制模块2将第i控制周期的第一控制参数以及存储的第i-1控制周期的第二控制参数进行叠加，得到叠加结果，将叠加结果发送给脉冲分配模块3，然后执行第四步；

第三步，第二控制模块2在第i控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数并进行存储；每个控制周期中，第一控制参数的控制对象的时间敏感性强于第二控制参数的控制对象的时间敏感性；

第四步，脉冲分配模块3在第i控制周期，根据所述叠加结果，得到控制信号，所述控制信号控制各个功率模块。

基于上述本发明实施例提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法，第一控制模块1在第i控制周期根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数后，将第一控制参数1发送给第二控制模块2；而由于每个控制周期中，第一控制参数1的控制对象的时间敏感性强于第二控制参数的控制对象的时间敏感性，因此，在第二控制模块2接收到第一控制模块1发送的当前控制周期的第一控制参数后，就可以先行将当前控制周期的第一控制参数与上一控制周期的控制参数叠加后发送给脉冲分配模块3，使得脉冲分配模块3根据叠加结果得到控制信号控制各个功率模块，这样就无需等到第二控制模块2计算出当前控制周期的第二控制参数，才与当前控制周期的第一控制参数叠加，因此，相比于现有技术，本发明实施例提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法的链路控制延时时间比较短，这样就能提高柔性直流输电系统的动态响应特性。

可以理解的是，上述实施例在第一步前，柔性直流输电系统的链路延时控制方法还包括第一控制模块1在第i控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数，第二控制模块2在第i控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数；第二控制模块2存储有第i-1控制周期的第二控制参数。

进一步，在第一控制模块1和第二控制模块2在每个控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数前，还应当包含采样过程，即利用采样模块实现每个控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数的采样。具体的，采样过程包括：

采样模块在第i控制周期测量柔性直流输电系统的直流端口的电学数据、交流端口的电学数据、以及桥臂电学数据，并进行处理，得到柔性直流输电系统的电学参数。处理过程可以是对柔性直流输电系统的直流端口的电学数据、交流端口的电学数据、以及桥臂电学数据进行高低传变、低通滤波以及模数转变，得到柔性直流输电系统的电学参数，柔性直流输电系统的电学参数包括柔性直流输电系统的直流端口的电学参数、交流端口的电学参数、以及桥臂电学参数，电学参数可以是电流和/或电压。

需要说明的是，上述实施例中第二控制模块2在第i控制周期，得到第二控制参数是为第i+1控制周期中预备的。

例如：如图2所示，第一控制模块1在第i+1控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；将第一控制参数发送给第二控制模块2；

第二控制模块2将第i+1控制周期的第一控制参数以及存储的第i控制周期的第二控制参数进行叠加，得到叠加结果，将叠加结果发送给脉冲分配模块3，然后脉冲分配模块3在第i+1控制周期，根据叠加结果，得到控制信号，控制信号控制各个功率模块。

与此同时，第二控制模块2在第i+1控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数并进行存储，以为下一步预备。

如图1和2所示，本发明实施例还提供了一种柔性直流输电系统的链路控制装置，包括：第一控制模块1、第二控制模块2以及脉冲分配模块3；

第一控制模块1用于在每个控制周期根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第一控制参数；

第二控制模块2用于在每个控制周期，根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数并进行存储；以及将每个控制周期的第一控制结果以及存储的上一控制周期的第二控制结果进行叠加，得到叠加结果，将叠加结果发送给脉冲分配模块3；第一控制参数的控制对象的时间敏感性强于所述第二控制参数的控制对象的时间敏感性；

脉冲分配模块3用于根据叠加结果，得到控制信号，控制信号控制各个功率模块。

与现有技术相比，本发明实施例提供的柔性直流输电系统的链路控制装置的有益效果与上述技术方案提供的柔性直流输电系统的链路延时控制方法的有益效果相同，在此不做赘述。

示例性的，上述实施例中第一控制模块1为极控系统，第二控制模块2为阀控系统。对于极控系统来说，其接收到柔性直流输电系统的电学参数，可根据柔性直流输电系统的电学参数，得到的第一控制参数，用以分别实现通用级、双极级、极级、换流器级等控制功能，而阀控系统接收到柔性直流输电系统的电学参数，可根据柔性直流输电系统的电学参数，得到第二控制参数，第二控制参数可实现环流抑制、功率模块电压排序、计算各功率模块开关操作等。

对比上述第一控制参数和第二控制参数可实现的控制及操作可以发现，第二控制参数所控制的操作的时间敏感性并不强，即同一控制周期中，第二控制参数所控制的这些操作可暂缓执行不会对柔性直流输电系统造成过大的影响。因此，在上述链路控制的过程中，每个控制周期中第一控制参数可无需等待第二控制模块2得到该控制周期中的第二控制参数然后叠加，而是直接与上一控制周期已经提前计算好的第二控制参数叠加，然后发送给脉冲分配模块3实现各个功率模块的控制即可。

需要说明的是，如图1和图2所示，上述实施例还包括采样模块，所述采样模块用于在每个控制周期测量柔性直流输电系统的电学数据，对柔性直流输电系统的电学数据进行处理，得到柔性直流输电系统电学参数，将柔性直流输电系统的电学参数发送给第一控制模块1和第二控制模块2。

进一步，上述实施例提供的第一控制模块1还包括在每个控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数，第二控制模块2还包括在每个控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数。

具体的，每个控制周期获取柔性直流输电系统的电学参数包括柔性直流输电系统的直流端口的电学参数、交流端口的电学参数、以及桥臂电学参数，电学参数可以是电流和/或电压。

可选的，如图2所示，上述实施例中所述第一控制模块1的数量至少k个，k为大于等于2的整数，这样就能够在其中一个第一控制模块1无法使用时，用其他任意一个第一控制模块1作为备用的第一控制模块使用，保证了链路控制的正常进行。

同理，上述实施例中第二控制模块2的数量至少为k个，相邻两个第二控制模块2之间彼此冗余，这样就能够在其中一个第二控制模块2无法使用时，用其他任意一个第二控制模块2作为备用的第二控制模块2使用，从而保证链路控制的正常进行。

进一步，上述实施例中k个第二控制模块2和k个第一控制模块1一一对应，第二控制模块2和对应的第一控制模块1之间彼此通信，这不仅保证了第一控制模块1所得到的第一控制参数可以发送给第二控制模块2，还保证了第二控制模块2在有问题的时候，第一控制模块1可以迅速获知，以尽快协调其他第一控制模块1与对应的第二控制模块2通信，以继续进行链路控制，从而更好地保证链路控制的进行。

示例性的，如图2所示，上述实施例中第一控制模块1的数量为两个，相应的第二控制模块2的数量为两个，两个第一控制模块1互为冗余，两个第二控制模块2互为冗余，且两个第一控制模块1与对应的第二控制模块2通信。而脉冲分配模块3则与m个功率模块通信。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。