(57)【要約】  本発明は、バイポーラフレキシブル直流送電システムに適用される離島コンバータの過負荷を制限する方法および装置に関し、直流送電の分野に属する。離島運転が定常状態の時、バイポーラの２台のコンバータはいずれも電圧−周波数ドループ制御ポリシーを採用し、一旦、１つのコンバータの過負荷が検出されたら、過負荷コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に切り替えて、過負荷の制限機能を実現する。この方法は離島運転でのバイポーラフレキシブル直流送電システムの過負荷、及び交流電圧と周波数の安定などの問題を効果的に解決し、離島システムを直流グリッドに適用することにおいて重要な指導的意義を持っている。【選択図】図３
2021500846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータ制御方法であって、前記コンバータは２台が交流側に並列接続される構造からなるバイポーラシステムであり、システムが安定して運転する場合、各台のコンバータは電圧−周波数ドループ制御ポリシーを採用し、１つのコンバータがまず過負荷になると、前記コンバータ制御方式は電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に変換され、過負荷に対する制限機能を実現し、前記制御方法は、
コンバータの交流側に実測された吸収有効Ps1を収集し、過負荷制限ロジックを利用して有効Ps1が限度を超えたか否かを判断し、もしPs1が限度を超えたら、前記コンバータが過負荷になっていると判断し、制御モード切り替えロジックに入り、制御モード切り替えロジックは本コンバータ制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に調整するステップ１）と、
コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータの有効、無効参照値は過負荷制限ロジックの処理によって得られ、過負荷ロジックは有効の過負荷制限の参照値Pref_ollと無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを自動的に設定し、有効−無効電力制御の指令として入力するステップ２）と、
コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータが採用する有効−無効電力制御は、コンバータの交流側の電圧Us。abcを位相ロックすることにより、内側ループ電流制御のシステム電圧の位相制御値θrefを得るステップ３）と、を含むことを特徴とするコンバータ制御方法。
【請求項２】
前記ステップ２）において、各コンバータが吸収可能な最大有効電力をPlimに設定し、吸収可能な最大無効電力をQlimに設定し、過負荷ロジックは、２台のコンバータの交流側が吸収する総有効Pallを収集し、本コンバータの交流側が吸収する有効電力Ps1を収集し、過負荷ロジックは次の２つの制御ロジックの１つを採用し、
i）|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset=Plim
Qref_oll=Qset=Qlimを満たし、
ii）|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset且つ|Pset|＜|Plim|
Qref_oll=Qset且つ|Qset|＜|Qlim|を満たし、
Psetはコンバータが吸収する有効電力の設定値であり、Qsetはコンバータが吸収する無効電力の設定値であることを特徴とする請求項１に記載のコンバータ制御方法。
【請求項３】
本コンバータの過負荷制御ロジックi）において、本コンバータが過負荷になり、且つ、有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値はPset=Plimであり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になり、すなわち、|Pall|＞2|Plim|になると、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用することを特徴とする請求項２に記載のコンバータ制御方法。
【請求項４】
本コンバータの過負荷制御ロジックii）において、本コンバータが過負荷になり、且つ、有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値は|Pset|＜|Plim|であり、この時、本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になると、
（１）|Pall|≦2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷制限の参照値Pref_ollをPref_oll≧P’set=Pset+(Pall-Ps1-Plim)且つ|Pref_oll|≦|Plim|を満たすように調整し、
（２）|Pall|＞2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷制限の参照値Pref_ollを最大値Plimに調整し、その後、もし他方のコンバータが過負荷のままであれば、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用することを特徴とする請求項２に記載のコンバータ制御方法。
【請求項５】
前記予備案は、一部のファンを切除すること、交流側にエネルギー消費装置を投入すること、直流側にエネルギー消費装置を投入すること、コンバータの並列トリップ交流の入力スイッチをロックすること、のうちの１つまたは複数であることを特徴とする請求項３または４に記載のコンバータ制御方法。
【請求項６】
過負荷の本コンバータと外部の交換電力が既に正常範囲に回復し、且つ本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータが過負荷になっていない場合は、次の２つの処理方法の１つを採用し、
a）本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、本コンバータの制御モードを有効−無効電力制御に維持し、有効の過負荷制限の参照値Pref_ollをコンバータの交換可能な最大有効電力Plim以下に設定し、無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを交換可能な最大無効電力Qlim以下に設定し、即ち、
|Pref_oll|≦|Plim|
|Qref_oll|≦|Qlim|であり、
b）本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、自動または手動で本コンバータ制御モードを電圧−周波数ドループ制御に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のコンバータ制御方法。
【請求項７】
ステップ３）において、内側ループの電流コントローラは電流ベクトル制御を採用することを特徴とする請求項１に記載のコンバータ制御方法。
【請求項８】
コンバータ制御装置であって、前記コンバータは２台が交流側に並列接続した構造からなるバイポーラシステムであり、前記装置は、安定運転制御モジュールと過負荷判断モジュール、及び制御方式切り替えモジュールを含み：
安定運転制御モジュールは、システムが安定して運転する時に、各台のコンバータが電圧−周波数ドループ制御ポリシーを採用するように制御し、
過負荷判断モジュールは、本コンバータが過負荷になっているか否かを判断し、制御方式切り替えモジュールに入り、
制御方式切り替えモジュールは、過負荷コンバータの制御方式を電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に変換し、
前記過負荷判断モジュールは、有効を収集するサブモジュールと、有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールを含み：
有効を収集するサブモジュールは、コンバータの交流側に実測された吸収有効Ps1を収集し、有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールに出力し、
有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールは、過負荷制限ロジックを利用して有効Ps1が限度を超えたか否かを判断し、もしPs1が限度を超えたら、前記コンバータが過負荷になっていると判断し、制御モード切り替えモジュールに入り、
前記制御モード切り替えモジュールは、有効と無効の参照値を設定するサブモジュールと、システム電圧の位相制御値を計算するモジュールとを含み：
有効と無効の参照値を設定するサブモジュールは、コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータの有効、無効の参照値を過負荷制限ロジックの処理によって得られ、過負荷ロジックが有効の過負荷制限の参照値Pref_ollと無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを自動的に設定し、有効−無効の電力制御の指令として入力し、
システム電圧の位相制御値を計算するモジュールは、コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータが採用する有効−無効電力制御は、コンバータの交流側の電圧Us。abcを位相ロックすることによって、内側ループの電流制御システム電圧位相の制御値θrefを得る、ことを特徴とするコンバータ制御装置。
【請求項９】
前記有効と無効の参照値を設定するサブモジュールは、
各コンバータが吸収可能な最大有効電力をPlimに設定し、吸収可能な最大無効電力をQlimに設定する、最大有効無効電力を設定するモジュールと、
２台のコンバータが交流側に吸収する総有効Pallを収集し、参照入力を制限するモジュールに出力する総有効収集モジュールと、
第参照入力を制限するモジュールまたは第２参照入力を制限するモジュールの構成を採用する参照入力を制限するモジュールと、を含み、
前記第１参照入力を制限するモジュールは、|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset=Plim、
Qref_oll=Qset=Qlimを満たし、
前記第２参照入力を制限するモジュールは、|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset且つ|Pset|＜|Plim|、
Qref_oll=Qset且つ|Qset|＜|Qlim|を満たし、
Psetはコンバータが吸収する有効電力の設定値であり、Qsetはコンバータが吸収する無効電力の設定値であることを特徴とする請求項８に記載のコンバータ制御装置。
【請求項１０】
前記第１参照入力を制限するモジュールにおいて、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値はPset=Plimであり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になり、すなわち、|Pall|＞2|Plim|になると、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用することを特徴とする請求項９に記載のコンバータ制御装置。
【請求項１１】
前記第２参照入力を制限するモジュールにおいて、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値は|Pset|＜|Plim|であり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になっているのならば、
（１）|Pall|≦2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷制限の参照値Pref_ollをPref_oll≧P’set=Pset+(Pall-Ps1-Plim)且つ|Pref_oll|≦|Plim|を満たすように調整し、
（２）|Pall|＞2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷制限の参照値Pref_ollを最大値Plimに調整し、その後、もし他方のコンバータが過負荷のままであれば、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用することを特徴とする請求項９に記載のコンバータ制御装置。
【請求項１２】
前記装置は、
過負荷の本コンバータと外部の交換電力は既に正常範囲に回復したか否か、且つ本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータが過負荷になっているか否かを確定し、過負荷制限終了ロジックモジュールにトリガーする過負荷回復確定モジュールをさらに含み、
負荷制限終了ロジックモジュールは第１負荷制限終了ロジックモジュール、または第２負荷制限終了ロジックモジュールの構成を採用し、
前記第１負荷制限終了ロジックモジュールは、本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、本コンバータ制御モードを有効−無効電力制御に維持し、有効の過負荷制限の参照値Pref_ollをコンバータの交換可能な最大有効電力Plim以下に設定し、無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを交換可能な最大無効電力Qlim以下に設定し、即ち、
|Pref_oll|≦|Plim|
|Qref_oll|≦|Qlim|であり、
前記第２負荷制限終了ロジックモジュールは、本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、自動または手動で本コンバータ制御モードを電圧−周波数ドループ制御に切り替えることを特徴とする請求項８に記載のコンバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムのフレキシブル直流送電の技術分野に属し、特に、コンバータ制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル直流送電技術は、大規模な再生可能エネルギーの多点集合、クリーンエネルギーの効率的な利用と柔軟な消費を実現する重要な技術手段であるとともに、エネルギーインターネットが急速に発展する重要な技術サポートでもある。フレキシブル直流送電システムを利用してネットワーク化し、離島や弱いシステムでの安定運転を実現することは再生可能エネルギーの柔軟なネット接続と消費の重要な前提である。
【０００３】
現段階ですでに投入されたフレキシブル直流送電プロジェクトは、一般的に１台または２台のコンバータが交流側に並列接続される構造を採用し、システムの継続運転の信頼性と安定性の要求を考慮して、２台のコンバータが交流側に並列接続される構造からなるバイポーラフレキシブル直流送電システムは、中国のフレキシブル直流送電プロジェクトの将来の発展方向である。
【０００４】
フレキシブル直流送電システムは、その電力伝送の柔軟性により、新エネルギーの離島やパッシブシステムへの接続に適しており、この場合、安定した振幅と周波数を含む安定的な交流電圧を提供できるバイポーラフレキシブル直流送電システムが必要であるため、離島の新エネルギー側の交流ステーションは、一般的に電圧−周波数ドループ制御を採用している。しかし、この方法を採用しているコンバータは、交流側に新エネルギーステーションからコンバータへ入力する電力を制御できないため、新エネルギーステーションの出力電力が過剰になることにより、コンバータが過負荷になる現象が発生するおそれがあり、この時、コンバータから直流グリッド側に出力する有効電力を迅速に低減する必要があり、そうでなければ、直流グリッドの電圧が高すぎて、コンバータのロックを引き起こし、最悪の場合はコンバータや直流回路上の各種の高価なスイッチング装置を破損してしまうことになる。
【０００５】
上記の課題を考慮しながら、従来のプロジェクト応用に適用されている新エネルギーの離島における弱いグリッドまたはパッシブシステムに接続するコンバータの制御方法はまだ未熟であるという現状に対して、プロジェクト応用に適合する離島制御と過負荷制御を組み合わせた技術制御の方案を設計する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バイポーラフレキシブル直流送電システムにおける新エネルギーの離島における弱いグリッドまたはパッシブシステム電力送電の課題を解決するためのコンバータ制御方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に採用されている技術方案は下記のようである。
【０００８】
コンバータ制御方法であって、前記コンバータは２台が交流側に並列接続される構造からなるバイポーラシステムであり、システムが安定して運転する場合、各台のコンバータは電圧−周波数ドループ制御ポリシーを採用し、１つのコンバータがまず過負荷になると、前記コンバータ制御方式は電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に変換され、過負荷に対する制限機能を実現し、前記制御方法は、
コンバータの交流側に実測された吸収有効Ps1を収集し、過負荷制限ロジックを利用して有効Ps1が限度を超えたか否かを判断し、もしPs1が限度を超えたら、前記コンバータが過負荷になっていると判断し、制御モード切り替えロジックに入り、制御モード切り替えロジックは本コンバータ制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に調整するステップ１）と、
コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータの有効、無効参照値は過負荷制限ロジックの処理によって得られ、過負荷ロジックは有効の過負荷制限の参照値Pref_ollと無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを自動的に設定し、有効−無効の電力制御の指令として入力するステップ２）と、
コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータが採用する有効−無効電力制御は、コンバータの交流側の電圧Us。abcを位相ロックすることにより、内側ループ電流制御のシステム電圧位相の制御値θrefを得るステップ３）と、を含む。
【０００９】
さらに、前記ステップ２）において、各コンバータが吸収可能な最大有効電力をPlimに設定し、吸収可能な最大無効電力をQlimに設定し、過負荷ロジックは、２台のコンバータの交流側に吸収される総有効Pallを収集し、本コンバータの交流側に吸収される有効電力Ps1を収集し、次の２つの制御ロジックの１つを採用し、
i）|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset=Plim
Qref_oll=Qset=Qlimを満たし、
ii）|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset且つ|Pset|＜|Plim|
Qref_oll=Qset且つ|Qset|＜|Qlim|を満たし、
Psetはコンバータが吸収する有効電力の設定値であり、Qsetはコンバータが吸収する無効電力の設定値である。
【００１０】
さらに、本コンバータの過負荷制御ロジックi）において、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値はPset=Plimであり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になり、すなわち、|Pall|＞2|Plim|になると、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用する。
【００１１】
さらに、本コンバータの過負荷制御ロジックii）において、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値が|Pset|＜|Plim|であり、この時、本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になると、
（１）|Pall|≦2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷の制限参照値Pref_ollをPref_oll≧P’set=Pset+(Pall-Ps1-Plim)且つ|Pref_oll|≦|Plim|を満たすように調整し、
（２）|Pall|＞2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷の制限参照値Pref_ollを最大値Plimに調整し、その後、もし他方のコンバータが過負荷のままであれば、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用する。
【００１２】
さらに、前記予備案は一部のファンの切除すること、交流側にエネルギー消費装置を投入すること、直流側にエネルギー消費装置を投入すること、コンバータの並列トリップ交流の入線スイッチをロックすること、のうちの１つまたは複数である。
【００１３】
さらに、過負荷の本コンバータと外部の交換電力が既に正常範囲に回復し、且つ本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータが過負荷になっていない場合は、次の２つの処理方法の１つを採用し、
a）本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、本コンバータの制御モードを有効−無効電力制御に維持し、有効の過負荷制限の参照値Pref_ollをコンバータの交換可能な最大有効電力Plim以下に設定し、無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを交換可能な最大無効電力Qlim以下に設定し、即ち、
|Pref_oll|≦|Plim|
|Qref_oll|≦|Qlim|であり、
b）本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、自動または手動で本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御に切り替える。
【００１４】
さらに、ステップ３）において、内側ループの電流コントローラは電流ベクトル制御を採用する。
【００１５】
コンバータ制御装置であって、前記コンバータは２台が交流側に並列接続される構造からなるバイポーラシステムであり、前記装置は、安定運転制御モジュールと、過負荷判断モジュールと、制御方式切り替えモジュールを含み：
安定運転制御モジュールは、システムが安定して運転する場合、各台のコンバータがいずれも電圧−周波数ドループ制御ポリシーを採用するように制御し、
過負荷判断モジュールは、本コンバータが過負荷になっているか否かを判断し、制御方式切り替えモジュールに入り、
制御方式切り替えモジュールは、過負荷コンバータの制御方式を電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に変換し、
前記過負荷判断モジュールは、有効を収集するサブモジュールと、有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールとを含み：
有効を収集するサブモジュールは、コンバータの交流側に実測された吸収有効Ps1を収集し、有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールに出力し、
有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールは、過負荷制限ロジックを利用して有効Ps1が限度を越えたか否かを判断し、もしPs1が限度を超えたら、前記コンバータが過負荷になっていると判断し、制御モード切り替えモジュールに入り、
前記制御モード切り替えモジュールは、有効と無効の参照値を設定するサブモジュールとシステム電圧位相の制御値を計算するモジュールとを含み：
有効と無効の参照値を設定するサブモジュールは、コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータの有効、無効の参照値が過負荷制限ロジックの処理によって得られ、過負荷ロジックが有効の過負荷制限お参照値Pref_ollと無効の過負荷制限の参照値Qref_ollを自動的に設定し、有効−無効の電力制御の指令として入力し、
システム電圧位相の制御値を計算するモジュールは、コンバータの過負荷が検出された後、前記コンバータが採用する有効−無効電力制御は、コンバータ交流側の電圧Us。abcを位相ロックすることにより、内側ループ電流制御のシステム電圧位相の制御値θrefを得る。
【００１６】
さらに、前記有効無効の参照値を設定するサブモジュールは、最大有効無効電力を設定するモジュールと、総有効を収集するモジュールと、参照入力を制限するモジュールと、を含み：
最大有効無効電力を設定するモジュールは、各コンバータが吸収可能な最大有効電力をPlimに設定し、吸収可能な最大無効電力をQlimに設定し、
総有効を収集するモジュールは、２台のコンバータの交流側に吸収される総有効Pallを収集して、参照入力を制限するモジュールに出力し、
参照入力を制限するモジュールは、第１参照入力を制限するモジュールまたは第２参照入力を制限するモジュールの構成を採用する。
【００１７】
前記第１参照入力を制限するモジュールは、|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset=Plim、
Qref_oll=Qset=Qlimを満たし、
前記第２参照入力を制限するモジュールは、|Ps1|＞|Plim|且つ|Pall-Ps1|≦|Plim|の場合は、本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に変換し、有効−無効電力制御の参照入力制限PlimとQlimが電力サイクル特性を満たすように設定し、且つ参照入力は、
Pref_oll=Pset且つ|Pset|＜|Plim|、
Qref_oll=Qset且つ|Qset|＜|Qlim|を満たし、
Psetはコンバータが吸収する有効電力の設定値であり、Qsetはコンバータが吸収する無効電力の設定値である。
【００１８】
さらに、前記第１参照入力を制限するモジュールにおいては、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値はPset=Plimであり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になり、すなわち、|Pall|＞2|Plim|になると、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用する。
【００１９】
さらに、前記第２参照入力を制限するモジュールにおいては、本コンバータが過負荷になり、且つ、既に有効−無効電力制御に切り替えた後、本コンバータが吸収する有効の設定値は|Pset|＜|Plim|であり、この時、もし本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータも過負荷になっていると、
（１）|Pall|≦2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷の制限参照値Pref_ollをPref_oll≧P’set=Pset+(Pall-Ps1-Plim)且つ|Pref_oll|≦|Plim|を満たすように調整し、
（２）|Pall|＞2|Plim|の場合は、本コンバータの有効過負荷の制限参照値Pref_ollを最大値Plimに調整し、その後、もし他方のコンバータが過負荷のままであれば、他方のコンバータの電力が限度を超えないように予備案を採用する。
【００２０】
さらに、前記装置は、
過負荷の本コンバータと外部の交換電力は正常範囲に回復したか否か、且つ本コンバータの交流側に並列接続された他方のコンバータが過負荷になっているか否かを確定し、過負荷制限終了ロジックモジュールにトリガーする過負荷回復確定モジュールをさらに含み、
負荷制限終了ロジックモジュールは第１負荷制限終了ロジックモジュール、または第２負荷制限終了ロジックモジュールの構成を採用し、
前記第１負荷制限終了ロジックモジュールは、本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、本コンバータ制御モードを有効−無効電力制御に維持し、有効過負荷の制限参照値Pref_ollをコンバータの交換可能な最大有効電力Plim以下に設定し、無効過負荷の制限参照値Qref_ollを交換可能な最大無効電力Qlim以下に設定し、即ち、
|Pref_oll|≦|Plim|
|Qref_oll|≦|Qlim|であり、
前記第２負荷制限終了ロジックモジュールは、本コンバータの過負荷制限ロジックを終了し、自動または手動で本コンバータの制御モードを電圧−周波数ドループ制御に切り替える。
【発明の効果】
【００２１】
上記の方案を採用した後、本発明の有益な効果は以下の通りである。
【００２２】
（１）本発明に係るコンバータ制御方法は、離島運転におけるコンバータに過負荷が発生した場合、過負荷ロジックに迅速に切り替え、コンバータ交流側の電力増加を制限することができ、離島制御のコンバータが電力制御不可による直流グリッドの急速な電圧上昇を防止し、コンバータ及び各機器の安全で安定した運転を保証することができる。
【００２３】
（２）本発明に係るコンバータ制御方法は、過負荷のコンバータ電力が正常範囲に回復した後、過負荷ロジックを終了し、その後、本コンバータの制御モードを柔軟に選択することができ、有効−無効電力制御で継続して運転しても良いし、電圧−周波数ドループ制御に切り替えても良い、且つ各種制御モードは過負荷回復後の離島システムの安定的な運転を保証することができる。
【００２４】
（３）本発明に係るコンバータ制御方法は、制御構想は簡単で、プロジェクト応用により適し、新エネルギー離島やパッシブなどの弱いシステムが直流グリッドへの接続には重要な指導的意義を持っている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、真性バイポーラトポロジー構造の概略図である。
【図２】図２は、新エネルギーが離島の風力発電所に接続されるバイポーラフレキシブル直流送電システムのトポロジーである。
【図３】図３は、離島コンバータの過負荷制御ロジックのブロック図である。
【図４】図４は、コンバータ制御システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳しく説明し、本実施形態は、本発明の技術方案を前提とした条件で実施され、詳細な実施形態と具体的な操作手順を提供しているが、本発明の保護範囲は以下の実施形態に限定されない。
【００２７】
本発明はコンバータ制御方法であり、コンバータは２台が交流側に並列接続される構造であり、具体的なトポロジーは図１のように、各コンバータはコンバータの単極を構成し、２台のコンバータはバイポーラフレキシブル直流システムを構成する。図２に示す離島運転の実施形態では、２台のコンバータの交流母線側が離島における新エネルギーの風力発電所と接続され、新エネルギーが離島での安定的な運転を保証するために、バイポーラフレキシブル直流システムにおいて、各極のコンバータはいずれも電圧−周波数ドループ制御を採用して、離島における新エネルギー風力発電所に安定した交流電圧の振幅と周波数を供給する。
【００２８】
図２のバイポーラフレキシブル直流送電システムにおいて、各コンバータはいずれも風力発電所から提供された有効電力を吸収し、２台のコンバータはコンバータ１とコンバータ２と命名される。本実施形態では、コンバータが交流側から電力を吸収することをプラスとし、且つ、電力値がスカラー量で表示され、スカラー量の基準値は１台のコンバータの定格容量であり、コンバータが交流側に吸収する有効の制限値をPlimと設定する。安定に運転する期間中に、コンバータ１の交流側に実測された吸収有効はPs1＜Plimであり、コンバータ２の交流側に実測された吸収有効はPs2＜Plimである。
【００２９】
もし風力発電所が出力を絶えず増やし、まずコンバータ１が過負荷を引き起こすと、コンバータ１の制御方式は図３に示す過負荷制御ブロック図のように、コンバータ１の制御モード（control mode）は電圧−周波数ドループ制御から有効−無効電力制御に自動的に切り替えられ、コンバータ２は依然として電圧−周波数ドループ制御を維持したまま、変わらない。このとき、コンバータ１が交流側に吸収可能な最大有効電力Plimはコンバータ1の定格容量であり、即ち、Plim=1puであり、電力サイクル図によって、有効がPlimである場合に交換可能な最大無効電力がQlimであると計算される。コンバータ１の有効過負荷の制限参照値をPref_oll1=Pset1=0.5pu＜Plimと設定し、無効過負荷の制限参照値をQref_oll1=Qset1=0puと設定すると、コンバータ１の実測された交流側に吸収する有効電力は最終的にPs1=0.5puに安定する。この時、コンバータ２は依然として電圧−周波数ドループ制御を維持し、コンバータ１が過負荷になり、且つ過負荷ロジックが実行された後、コンバータ２が以下の３つの動作状態に運転することを継続して考慮し、本実施形態における過負荷ロジック制御方式をそれぞれ紹介する。
【００３０】
（１）交流側に吸収された総有効がPall＝1.5pu≦2puである場合
このとき、コンバータ２は、吸収有効電力が1puであり、且つ過負荷になっていない、コンバータ１は、過負荷ロジックを終了することができ、且つその制御モードを有効−無効電力制御から電圧−周波数ドループ制御に切り替えてもよい。
【００３１】
（２）コンバータ２が過負荷になり、且つ交流側に吸収された総有効がPall＝1.9pu≦2puである場合
このとき、コンバータ２は、吸収有効電力が1.4puであり、且つ過負荷になっていて、コンバータ１は、過負荷ロジックを維持し、すなわち、有効−無効電力制御を維持しながら、コンバータ１の有効過負荷の制限参照値をPref_oll1=Pset1+(Pall-Ps1-Plim)=0.5+(1.9-0.5-1)=0.9pu＜Plimに調整し、コンバータ２が吸収する有効電力は1puに低減する。２台のコンバータが安定したら、コンバータ１の交流側に実測された吸収有効はPs1=0.9puであり、コンバータ２の交流側に実測された吸収有効はPs2=1puである。このとき、コンバータ１は、過負荷ロジックを終了することができ、且つコンバータ１の制御モードを有効−無効電力制御から電圧−周波数ドループ制御に切り替えてもよい。
【００３２】
（３）コンバータ２が過負荷になり、且つ交流側に吸収された総有効がPall＝2.1pu＞2puである場合
このとき、コンバータ２は、吸収する有効電力が1.6puであり、且つ過負荷になっており、コンバータ１は、過負荷ロジックを維持し、すなわち、有効−無効電力制御を維持しながら、コンバータ１の有効過負荷の制限参照値をPref_oll1=Plim=1puに調整し、調整後のコンバータ２が吸収する有効電力は1.1puに低減され、この間、もしファンが同時に出力を減少させ、コンバータ２の交流側に吸収された有効電力Ps2が正常電力範囲に回復して安定すると、コンバータ１は、過負荷ロジックを終了することができ、且つコンバータ１の制御モードを有効−無効電力制御から電圧−周波数ドループ制御に切り替えてもよい、そうでなければ、コンバータの交流側に吸収される総有効Pallを2pu以下に低減するために、交流側にエネルギー消費装置を投入した後、一部のファンを切除する必要がある。
【００３３】
上記実施形態の具体的な制御方法に合わせて、コンバータ１の制御システム構成を図４に示すように設計し、本制御システムは、安定運転制御モジュールと、過負荷判断モジュールと、制御モード切り替えモジュールと、過負荷回復確定モジュールとを含む。安定運転制御モジュールは、コンバータの安定運転中の電圧−周波数ドループ制御ポリシーを実現し、過負荷判断モジュールは、コンバータが過負荷になったか否かを検出し、有効を収集するサブモジュールと有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールを集積し、有効を収集するサブモジュールは、コンバータ１の交流側に実測された吸収有効Ps1を収集し、有効が限度を超えたか否かを判断するサブモジュールはPs1＞Plimを検出した後、コンバータ１が過負荷になっていると判断すると、制御モード切り替えロジックモジュールに入る。制御モード切り替えロジックモジュールは、有効無効の参照値を設定するサブモジュールとシステム電圧の位相制御を計算するサブモジュールとを含み、コンバータ１の電圧−周波数ドループ制御ポリシーから有効−無効制御ポリシーへの切り替えを完了する。本実施形態では、有効無効の参照値を設定するサブモジュールは、参照入力を制限するサブモジュール２の処理によって有効−無効制御ポリシーの有効無効参照値Pref_oll1=Pset1=0.5pu＜Plimと無効過負荷の制限参照値はQref_oll1=Qset1=0puが得られ、コンバータ１の実測された交流側に吸収された有効電力は最終的にPs1=0.5puに安定することになる。この時、コンバータ２は依然として電圧−周波数ドループ制御を維持し、コンバータ１が過負荷になり、且つ過負荷ロジックが実行された後、総有効を収集するサブモジュールは交流側に吸収された総有効Pall＝1.9puを検出し、このとき、もし参照入力を制限するモジュールはコンバータ２に吸収される有効電力が過負荷になっていると検出したら、ここでは、コンバータ２に吸収された有効が1.4puと仮定すると、コンバータ１は過負荷ロジックを維持し、参照入力を制限するサブモジュールはコンバータ１の有効過負荷の制限参照値をPref_oll1=Pset1+(Pall-Ps1-Plim)=0.5+(1.9-0.5-1)=0.9pu＜Plimに調整し、コンバータ２に吸収される有効電力は1puに低減される。２台のコンバータが安定したら、コンバータ１の交流側に実測された吸収有効はPs1=0.9puであり、コンバータ２の交流側に実測された吸収有効はPs2=1puである。コンバータ１の制御システムは過負荷回復確定サブモジュールに入り、過負荷制限終了ロジックモジュール２を実行し、コンバータ１の制御モードを有効−無効電力制御から電圧−周波数ドループ制御に切り替える。
【００３４】
以上の実施形態は、本発明の技術思想を説明するためだけに、本発明の保護範囲を限定することはできず、本発明によって提出された技術思想に基づき、技術方案に基づくいかなる変更も、本発明の保護範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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