【技术实现步骤摘要】
本申请涉及直流耗能，尤其涉及一种串联集中式直流耗能装置及其控制方法和终端设备。
技术介绍
1、随着海上风电朝大容量、深远海发展，为进一步压缩海陆输电线路，降低输电成本，海上风电经海缆－架空线混合直流线路直送负荷中心的方案将成为未来超大规模海上风电直送负荷中心场景下的优选方案。
2、现有海上风电送出工程中仅采用海缆，不需要考虑直流故障穿越，因此一般采取并联式直流耗能装置，如图7所示。虽然架空线能够显著降低输电成本，但是故障率较高，需要柔直输电系统具备直流故障处理能力。现有故障处理方式主要有基于直流断路器方案和基于全半桥混合型mmc方案，但直流断路器设备成本较高且可靠性无法保证。现有并联式直流耗能装置在耗能时需要柔直输电系统具备稳定直流电压，这与全半桥混合型mmc在清除直流故障时需要架空线直流电压降为零或负压的逻辑相冲突。因此，并联式直流耗能装置难以应用于海缆－架空线混合直流线路的柔性直流输电系统。
技术实现思路
1、本申请提供了一种串联集中式直流耗能装置及其控制方法和终端设备，用于解决现有并联式直流耗能装置的故障清除方案难以适用于海缆－架空线混合直流线路柔性直流输电系统的技术问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、一方面，提供了一种串联集中式直流耗能装置，应用于柔性直流输电系统上，所述柔性直流输电系统包括海上换流站、陆上换流站以及连接在所述海上换流站与所述陆上换流站之间的多条混合直流线路，每条所述混合直流线路上串联有串联集中式直
4、优选地，所述耗能组件包括数个串联连接的耗能阀，每个所述耗能阀包括rcd缓冲电路以及与所述rcd缓冲电路并联连接的开关管、反并联二极管和旁路开关。
5、优选地，所述rcd缓冲电路包括电容、动态均压元件和半导体器件，所述动态均压元件与所述半导体器件并联再与所述电容串联。
6、优选地，所述动态均压元件为电阻；和/或，所述半导体器件为二极管；和/或，所述开关管为集成门极换流晶闸管。
7、优选地，所述限流元件为电感；和/或，所述耗能元件为电阻。
8、又一方面，提供了一种串联集中式直流耗能装置的控制方法，应用于上述的串联集中式直流耗能装置上，该控制方法包括以下步骤：
9、获取所述串联集中式直流耗能装置的直流母线电压、柔性直流输电系统的运行状态以及其故障状态下的故障直流电流；
10、若所述运行状态为正常运行状态，控制所述串联集中式直流耗能装置中各个耗能阀的开关管处于导通工作状态且其耗能元件处于旁路状态；
11、若所述运行状态为被动耗能阶段的故障状态，控制所述串联集中式直流耗能装置中各个耗能阀的开关管处于导通工作状态，采用所述串联集中式直流耗能装置的限流元件降低所述故障直流电流增加速率同时增加所述耗能元件两端的电压；
12、若所述运行状态为主动耗能阶段的故障状态，控制所述串联集中式直流耗能装置中各个耗能阀的开关管处于截止关闭状态且所述耗能元件处于工作状态，所述故障直流电流给每个所述耗能阀的电容充电并获取充电后各个所述耗能阀两端的电压数据，根据各个所述电压数据采用主动均压策略控制对应所述耗能阀的运行；并采用调整策略调整所述柔性直流输电系统中海上换流站、陆上换流站的端口极间电压。
13、优选地，所述主动均压策略的内容包括：
14、获取各个所述耗能阀的平均电压值和均压阈值；
15、若所述电压数据大于对应的所述平均电压值与所述均压阈值之和，则导通对应所述耗能阀的开关管，对应所述耗能阀的电容通过动态均压元件和开关管进行放电；
16、若所述电压数据小于对应所述的平均电压值与所述均压阈值之差，则关闭对应所述耗能阀的开关，所述故障直流电流通过对应所述耗能阀的半导体器件对所述电容充电。
17、优选地，所述调整策略包括：
18、获取所述柔性直流输电系统的故障前传输功率和交流侧故障损失功率以及所述故障状态的故障类型；
19、若所述故障类型为直流故障，所述陆上换流站的端口极间电压调整为0，根据所述故障前传输功率设置所述海上换流站的端口极间电压；
20、若所述故障类型的交流故障，所述海上换流站的端口极间电压调整为所述直流母线电压，根据所述交流侧故障损失功率设置所述陆上换流站的端口极间电压。
21、优选地，该串联集中式直流耗能装置的控制方法包括：若所述运行状态为被动耗能阶段或主动耗能阶段的故障状态，控制所述耗能元件两端的最大电压不超过所述直流母线电压的一半。
22、再一方面，提供了一种终端设备，包括处理器以及存储器；
23、所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
24、所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的串联集中式直流耗能装置。
25、该串联集中式直流耗能装置及其控制方法和终端设备，应用于柔性直流输电系统上，柔性直流输电系统包括海上换流站、陆上换流站以及连接在海上换流站与陆上换流站之间的多条混合直流线路，每条混合直流线路上串联有串联集中式直流耗能装置，该串联集中式直流耗能装置包括耗能组件、限流元件和耗能元件，耗能组件的一端分别与耗能元件的第二端和位于海上换流站这端的混合直流线路连接，耗能组件的另一端分别与限流元件的第一端连接，限流元件的第二端分别与耗能元件的第二端和位于陆上换流站这端的混合直流线路连接。
26、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：当柔性直流输电系统发生故障时，该串联集中式直流耗能装置通过限流元件能够提高耗能元件两端的电压，进行被动耗能，在故障信号还未传递至该串联集中式直流耗能装置之前实现被动耗能，使得串联集中式直流耗能装置响应更快，在柔性直流输电系统的故障发生后即可消耗盈余功率；同时耗能元件与限流元件还能够限制直流故障电流，直流故障电流幅值更低，解决了现有并联式直流耗能装置的故障清除方案难以适用于海缆－架空线混合直流线路柔性直流输电系统的技术问题。
27、该串联集中式直流耗能装置的控制方法通过获取柔性直流输电系统的运行状态为故障；在故障信号还未传递至该串联集中式直流耗能装置之前实现被动耗能，使得该柔性直流输电系统在故障发生后能够通过串联集中式直流耗能装置消耗盈余功率，同时采用耗能元件与限流元件还能够限制故障直流电流，让故障直流电流幅值更低；在故障信号传递至该串联集中式直流耗能装置后，通过获取柔性直流输电系统的运行状态控制串联集中式直流耗能装置的运行，使得该柔性直流输电系统在故障发生后能够通过串联集中式直流耗能装置消耗盈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种串联集中式直流耗能装置，应用于柔性直流输电系统上，所述柔性直流输电系统包括海上换流站、陆上换流站以及连接在所述海上换流站与所述陆上换流站之间的多条混合直流线路，其特征在于，每条所述混合直流线路上串联有串联集中式直流耗能装置，该串联集中式直流耗能装置包括耗能组件、限流元件和耗能元件，所述耗能组件的一端分别与所述耗能元件的第二端和位于所述海上换流站这端的所述混合直流线路连接，所述耗能组件的另一端分别与所述限流元件的第一端连接，所述限流元件的第二端分别与所述耗能元件的第二端和位于所述陆上换流站这端的所述混合直流线路连接。
2.根据权利要求1所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，所述耗能组件包括数个串联连接的耗能阀，每个所述耗能阀包括RCD缓冲电路以及与所述RCD缓冲电路并联连接的开关管、反并联二极管和旁路开关。
3.根据权利要求2所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，所述RCD缓冲电路包括电容、动态均压元件和半导体器件，所述动态均压元件与所述半导体器件并联再与所述电容串联。
4.根据权利要求3所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任意一项所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，所述限流元件为电感；和/或，所述耗能元件为电阻。
6.一种串联集中式直流耗能装置的控制方法，应用于如权利要求1-5任意一项所述的串联集中式直流耗能装置上，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的串联集中式直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述主动均压策略的内容包括：
8.根据权利要求6所述的串联集中式直流耗能装置的控制方法，其特征在于，所述调整策略包括：
9.根据权利要求6所述的串联集中式直流耗能装置的控制方法，其特征在于，包括：若所述运行状态为被动耗能阶段或主动耗能阶段的故障状态，控制所述耗能元件两端的最大电压不超过所述直流母线电压的一半。
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
...【技术特征摘要】
1.一种串联集中式直流耗能装置，应用于柔性直流输电系统上，所述柔性直流输电系统包括海上换流站、陆上换流站以及连接在所述海上换流站与所述陆上换流站之间的多条混合直流线路，其特征在于，每条所述混合直流线路上串联有串联集中式直流耗能装置，该串联集中式直流耗能装置包括耗能组件、限流元件和耗能元件，所述耗能组件的一端分别与所述耗能元件的第二端和位于所述海上换流站这端的所述混合直流线路连接，所述耗能组件的另一端分别与所述限流元件的第一端连接，所述限流元件的第二端分别与所述耗能元件的第二端和位于所述陆上换流站这端的所述混合直流线路连接。
2.根据权利要求1所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，所述耗能组件包括数个串联连接的耗能阀，每个所述耗能阀包括rcd缓冲电路以及与所述rcd缓冲电路并联连接的开关管、反并联二极管和旁路开关。
3.根据权利要求2所述的串联集中式直流耗能装置，其特征在于，所述rcd缓冲电路包括电容、动态均压元件和半导体器件，所述动态均压元件与所述半导体器件并联再与所述电容串联。
【专利技术属性】
技术研发人员：黄一洪，邹常跃，冯俊杰，乔学博，侯婷，李凌飞，赵晓斌，卢毓欣，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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