一种交流系统可控消能装置及其应用方法与流程

1.本发明涉及直流输电技术领域，具体涉及一种交流系统可控消能装置及其应用方法。


背景技术：

2.我国西北地区新能源装机容量的不断增大导致西北地区交流电网呈现“弱交流”特性，大量新能源功率无法在本地消纳，需要通过采用特高压(交直流输电)技术送到东部负荷量大的地区。特高压直流输电换流器需要大量的无功功率通常在换流站内采用就地安装滤波场站的方式进行补偿。换相失败是导致常规特高压直流输电送端电网过压的原因之一，而在此过程中，滤波场站带来的盈余无功将给送端交流系统带来较大的暂态过电压，而且，过电压随功率盈余和线路等值电抗增加而增大。交流系统故障导致新能源场站输送额外无功在故障恢复后期也会导致过电压，不仅如此，特高压送端交流系统过电压受到多种因素的交叉影响，换相失败、直流单双极闭锁等都会不同程度导致送端交流电网过压现象发生。这些问题导致的过电压严重制约送端交流系统安全稳定运行，特别是对于弱交流系统过电压更为明显，针对送端交流系统过电压的抑制也有广泛的研究，解决思路有三类，现有解决思路包括以下三类：方法一：主动优化控制和优化送端无功补偿控制，该方法能够从控制源头上通过优化控制来减缓过电压。通过优化控制参数可以有效增加系统响应速度控制无功补偿量，从而使过电压维持在较低水平以内。送端受端与无功补偿的协调配合能够有效地降低送端交流系统的过电压。但是该方法对控制要求较高，可能还需要送端和受端的协调配合通信，使系统可靠性降低。同时，针对不同的新能源场站情况下的参数统一整定也存在较大的困难；方法二：增大系统短路比，相较于功率盈余的角度而言，该方法从增大系统短路比方面而言来抑制过电压。虽然增大短路比，减小系统线路阻抗能够抑制系统过电压，但一般而言是通过线路串联电容等无功补偿方式，一方面会产生谐波，降低电能质量，另一方面也会导致系统发生振荡。而且改变线路走廊或者增设无功调节装置对已有的特高压直流输电系统的改造耗材较大；方法三：被动能耗类，通过引入能耗装置，来消除故障期间功率盈余从而有效地减小过电压，其效果受制于耗能装置类型及其对应控制投切方式。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的交流系统过电压抑制方法易导致系统发生振荡，且对控制方法要求高的缺陷，从而提供一种交流系统可控消能装置及其应用方法。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.第一方面，本发明实施例提供一种交流系统可控消能装置，其特征在于，包括：多个消能模块、控制模块，其中，交流系统通过三相交流母线与变压器网侧连接，每个消能模块与一相交流母线连接，消能模块之间以星型或角型连接方式连接；每个消能模块均包括
第一消能单元、第二消能单元及至少一个旁路开关，每个消能单元均由多个消能子单元串联连接构成，一个旁路开关与对应预设数量的串联连接的第二消能单元的消能子单元并联连接；控制模块，与每个消能模块、交流系统连接，用于判断交流系统是否过电压，或交流系统故障欠电压，当交流系统过电压时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；逐步接入消能子单元时，每次接入交流母线的消能子单元的数量由当前交流系统电压、额定电压确定。
6.在一实施例中，两级控制接入方式中，旁路开关的数量为1个，旁路开关与第二消能单元并联连接。
7.在一实施例中，多级控制接入方式中，旁路开关并联为多个，其中，一个旁路开关并联第二消能单元的消能子单元的数量，由每次接入消能子单元的数量确定。
8.在一实施例中，消能子单元为避雷器。
9.在一实施例中，旁路开关为电力电子开关。
10.第二方面，本发明实施例提供一种交流系统可控消能装置的应用方法，其特征在于，基于第一方面的交流系统可控消能装置，应用方法包括：控制模块判断当前交流系统是否故障，且消能装置的电压是否处于欠压状态，或当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态；当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压。
11.在一实施例中，当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：控制模块获取多个依次递增的第一预设电压阈值，其中，最大的第一预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第一预设电压阈值大于额定电压，并且每个第一预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量；控制模块判断消能装置的电压是否低于第一预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，所述第一预设倍数为小于1的数值；在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能装置的电压的第一预设电压阈值；根据第一预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
12.在一实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：控制模块判断当前消能装置的电压是否高于第二预设倍数的额定电压，第二预设倍数为大于1的数值；当当前消能装置的电压高于第二预设倍数的额定电压时，控制模块闭合旁路开关，将第二消能单元旁路，将第一消能单元接入交流母线；判断当前消能装置的电压是否高于第三预设倍数的额定电压，第三预设倍数小于第一预设倍数，且第三
预设倍数为大于1的数值；当当前消能装置的电压高于第三预设倍数的额定电压时，控制模块断开旁路开关，将第一消能单元及第二消能单元均接入交流母线。
13.在一实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：控制模块获取多个依次递增的第二预设电压阈值，其中，最大的第二预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第二预设电压阈值大于额定电压，并且每个第二预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量；控制模块判断消能装置的电压是否高于第四预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，所述第四预设倍数的额定电压大于最大的第二预设电压阈值；在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能装置的电压的第二预设电压阈值；根据第二预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
14.第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的交流系统可控消能装置的应用方法。
15.第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的交流系统可控消能装置的应用方法。
16.本发明技术方案，具有如下优点：依次分别描述独立权利要求的优点和从属权利要求的优点。
17.本发明提供的交流系统消能装置及应用方法，第一消能单元与第二消能单元串联连接，第二消能单元与旁路开关连接，当交流系统过电压时，控制模块以两级控制接入方式或多级控制接入方式，通过控制各旁路开关的通断状态，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块以多级控制接入方式，通过控制各旁路开关的通断状态，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压，从而实现仅利用旁路开关即可实现将消能模块逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1(a)及图1(b)分别为本发明实施例提供的交流系统消能装置的一个具体示例的组成图；
20.图2(a)及图2(b)分别为本发明实施例提供的交流系统消能装置的一个具体示例的组成图；
21.图3为本发明实施例提供的消能模块的一个具体示例的组成图；
22.图4(a)-图4(d)分别为本发明实施例提供的验证波形图；
23.图5为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.实施例1
29.本发明实施例提供一种交流系统可控消能装置，应用于抑制交流系统过电压的场合，如图1(a)及图1(b)所示，交流系统可控消能装置包括：多个消能模块1、控制模块2。
30.如图1(a)及图1(b)所示，交流系统通过三相交流母线与变压器网侧连接，每个消能模块与一相交流母线连接，消能模块之间以星型或角型连接方式连接。
31.如图1(a)及图1(b)所示，本发明实施例的控制模块与每个消能模块、交流系统连接，用于判断交流系统是否过电压，或交流系统故障欠电压，当交流系统过电压时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当交流系统故障欠电压，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；逐步接入消能子单元时，每次接入交流母线的消能子单元的数量由当前交流系统电压、额定电压确定。
32.本发明实施例的每个消能模块均包括第一消能单元11、第二消能单元12及至少一个旁路开关13，每个消能单元均由多个消能子单元111串联连接构成，一个旁路开关与对应预设数量的串联连接的第二消能单元的消能子单元并联连接，其中，消能子单元可以不限于避雷器，还可以为其它耗能装置，旁路开关可以不限于电力电子开关，还可以为其它开关。
33.具体地，本发明实施例中，当旁路开关仅有一个时，如图2(a)所示的星形连接的消能模块，旁路开关与第二消能单元并联连接，旁路开关的闭合可以将第二消能单元的全部消能子单元旁路，此时，当交流系统过电压时，控制模块以两级控制接入方式，首先将第一
消能单元接入交流母线，之后将第一消能单元、第二消能单元全部接入交流母线。
34.具体地，本发明实施例中，当旁路开关有至少两个时，如图2(b)所示的星形连接的消能模块，旁路开关的闭合可以将第二消能单元的部分消能子单元旁路，其中，一个旁路开关并联第二消能单元的消能子单元的数量由每次接入消能子单元的数量确定，此时，当交流系统过电压时，控制模块以多级控制方式，首先将第一消能单元接入交流母线，之后，将第二消能单元的消能子单元再次逐步接入交流母线，直到第一消能单元、第二消能单元全部接入交流母线。
35.需要说明的是，本发明实施例的交流系统消能装置可以只包括多个消能装置，而控制模块则由交流系统的控制器替代，不用专门设置一个控制模块的硬件结构。
36.实施例2
37.本发明实施例提供一种交流系统可控消能装置的应用方法，基于实施例1的交流系统可控消能装置，应用方法包括：
38.步骤s11：控制模块判断当前交流系统是否故障，且消能装置的电压是否处于欠压状态，或当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态。
39.步骤s12：当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压；当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线，以抑制交流系统过电压。
40.具体地，当本发明实施例的消能装置为如图2(a)所示的结构时(图2(a)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，当交流系统过电压时，可以以两级控制接入方式，首先将第一消能单元接入交流母线，将第二消能单元旁路，之后，当消能装置的电压(星形连接时为消能装置的相电压，角形连接时为消能装置的线电压)满足预设条件后，再将第二消能单元接入交流母线，此时第一消能单元与第二消能单元全部接入交流母线，从而抑制交流系统过电压、消耗交流系统额外的能量。
41.具体地，当本发明实施例的消能装置为如图2(b)所示的结构时(图2(b)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，当交流系统过电压时，可以以多级控制接入方式，首先将第一消能单元接入交流母线，将第二消能单元旁路，之后，在消能装置的电压(星形连接时为消能装置的相电压，角形连接时为消能装置的线电压)恢复过程中，即在消能装置的电压过压后恢复到额定电压的过程中，消能装置的电压每达到一个预设条件，则将第二消能单元的一部分消能子单元、第一消能单元接入交流母线，且随着消能装置的电压的下降，接入到交流母线的消能子单元的数量越来越多，直到全部的消能子单元全部接入交流母线。
42.具体地，当本发明实施例的消能装置为如图2(b)所示的结构时(图2(b)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，当交流系统故障欠压，即可能发生由于交流系统故障而导致的欠压后过压的情况时，当消能装置的电压欠压时，将第一消能单元接入交流母线，之后，在消能装置的电压过压后恢复到额定电压的过程中，消能装置的电压每达到一个预设条件，则将第二消能单元的一部分消能子单元、第一消能单元接入交流母线，且随着消能装置的电压的下降，接入到交流母线的消能子单元的数量越来越多，直到全部的
消能子单元全部接入交流母线。
43.在一具体实施例中，当前交流系统故障，且消能装置的电压处于欠压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：
44.步骤s21：控制模块获取多个依次递增的第一预设电压阈值，其中，最大的第一预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第一预设电压阈值大于额定电压，并且每个第一预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量。
45.具体地，本发明实施例中，当消能装置为如图2(b)所示的结构时(图2(b)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，当交流系统故障欠压，即可能发生由于交流系统故障而导致的欠压后过压的情况时，为了实现对消能模块的多级控制，首先确定交流系统的最大承受电压，该最大承受电压由交流系统实际情况确定，实际情况可以包括交流系统各元器件的最大承受电压等，之后，在最大承受电压与交流系统额定电压之间设置多个第一预设电压阈值，且第一预设电压阈值呈递增趋势，并确定每个第一预设电压阈值对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，其中，随着第一预设电压阈值的增加，需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量增加。
46.具体地，本发明实施例在最大承受电压与额定电压之间设置多个第一预设电压阈值，如式(1)所示。
[0047]vpeak
《β
nvpeak
《β
n-1vpeak
...《β
2vpeak
《β
1vpeak
《α
1vpeak
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0048]
式(1)中，v
peak
为额定电压，α
1vpeak
为最大承受电压，β
nvpeak
、β
n-1vpeak
、
……
、β
2vpeak
、β
1vpeak
均为第一预设电压阈值，其中，1《βn《β
n-1
《
……
《β2《β1《α1。
[0049]
每个第一预设电压阈值β
nvpeak
、β
n-1vpeak
、
……
、β
2vpeak
、β
1vpeak
对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量nbn、nb
n-1
、
……
、nb2、nb1如式(2)所示。
[0050]
nbn《nb
n-1
《...《nb2《nb1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0051]
式(2)中，nbn为第二消能单元中总的消能子单元的数量。
[0052]
当本发明实施例的消能装置为如图2(b)所示的结构时(图2(b)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，此时旁路开关的数量与第一预设电压阈值的数量相同，且旁路开关能够旁路的第二消能单元的消能子单元的个数分别为：nb1、nb
2-nb1、nb
3-nb2……
nb
n-1-nb
n-2
、nb
n-nb
n-1
。
[0053]
此外，当对消能模块进行多级控制时，旁路开关能够旁路的第二消能单元的消能子单元的个数还可以分别为：nb1、nb2、nb3……
nb
n-1
、nbn，则此时旁路开关与第二消能单元的连接方式如图3所示。
[0054]
步骤22：控制模块判断消能装置的电压是否低于第一预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，第一预设倍数为小于1的数值。
[0055]
具体地，当消能装置的电压(星形连接时为消能装置的相电压，角形连接时为消能装置的线电压)低于第一预设倍数的额定电压α
2vpeak
，α2为第一预设倍数，首先闭合全部的旁路开关，将第二消能单元的每个消能子单元全部旁路，将第一消能单元接入交流母线中。
[0056]
步骤s23：在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能
装置的电压的第一预设电压阈值。
[0057]
步骤s24：根据第一预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
[0058]
具体地，由于交流系统故障后，交流系统的电压首先降低之后升压，而由于已经将第一消能单元接入交流母线，此时第一消能单元消耗交流系统多余的能量，故交流系统的电压不会一直上升，故交流系统的电压上升后下降，即消能装置的电压也呈上升后下降的趋势，在下降过程中，控制模块确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能装置的电压的第一预设电压阈值，根据第一预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
[0059]
具体地，如式(3)所示，式中，α2《1《βn《β
n-1
《
…
《β1《α1，n＝na+nbn，当消能装置的电压低于第一预设倍数的额定电压α
2vpeak
，将第一消能单元接入交流母线，此时接入交流母线的消能子单元的数量为na，na为第一消能单元的消能子单元的数量，之后，在消能装置上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，当消能装置的电压v处于β
2vpeak
、β
1vpeak
之间时，即β
2vpeak
《v《β
1vpeak
时，将nb
n-nb1个第二消能单元的消能子单元旁路，此时nb1个第二消能单元的消能子单元、第一消能单元均接入交流母线，当消能装置的电压v处于β
3vpeak
、β
2vpeak
之间时，即β
3vpeak
《v《β
2vpeak
时，将nb
n-nb2个第二消能单元的消能子单元旁路，此时nb2个第二消能单元的消能子单元、第一消能单元均接入交流母线，以此类推，当消能装置的电压v处于v
peak
、β
nvpeak
之间时，即v
peak
《v《β
nvpeak
时，将nbn个第二消能单元的消能子单元、第一消能单元均接入交流母线，从而实现逐步将第二消能单元的消能子单元接入交流母线。
[0060][0061]
在一具体实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以两级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：
[0062]
步骤s31：控制模块判断当前消能装置的电压是否高于第二预设倍数的额定电压，第二预设倍数为大于1的数值。
[0063]
步骤s32：当当前消能装置的电压高于第二预设倍数的额定电压时，控制模块闭合旁路开关，将第二消能单元旁路，将第一消能单元接入交流母线。
[0064]
本发明实施例除了涉及交流系统故障过电压，还涉及交流系统由于换相失败等原
因的过电压，当交流系统过电压时，控制模块可以利用两级控制接入方式或多级控制接入方式，使消能装置接入交流母线，以消耗交流母线多余的能量，抑制过电压。
[0065]
具体地，当消能装置为如图2(a)所示的结构时(图2(a)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，控制模块首先判断消能装置的电压v(星形连接时为消能装置的相电压，角形连接时为消能装置的线电压)是否低于第二预设倍数的额定电压α
3vpeak
，α3为第二预设倍数，当低于α
3vpeak
时，则闭合旁路开关，将第一消能单元接入交流母线。
[0066]
步骤s33：判断当前消能装置的电压是否高于第三预设倍数的额定电压，第三预设倍数小于第一预设倍数，且第三预设倍数为大于1的数值。
[0067]
步骤s34：当当前消能装置的电压高于第三预设倍数的额定电压时，控制模块断开旁路开关，将第一消能单元及第二消能单元均接入交流母线。
[0068]
具体地，如式(4)所示，式中，1《α4《α3，当消能装置的电压v低于第二预设倍数的额定电压α
3vpeak
，第二预设倍数的额定电压α
3vpeak
小于交流系统最大承受电压，旁路第二消能单元，将第一消能单元接入至交流母线，此时na个消能子单元接入交流母线，na为第一消能单元的消能子单元的个数；当第一消能单元接入到交流母线之后，交流系统的电压将下降，即消能装置的电压也随之下降，当消能装置的电压下降至低于第三预设倍数的额定电压α
4vpeak
时(α4为第三预设倍数)，断开旁路开关，将第一消能单元、第二消能单元全部接入交流母线，此时na+nbn个消能子单元接入交流母线，nbn为第二消能单元的消能子单元的个数。
[0069][0070]
需要说明的是，本发明实施例还可以利用如图2(b)、图3所示的消能装置，其中，只需合理利用旁路开关，以实现在消能装置的电压v低于第二预设倍数的额定电压α
3vpeak
时，旁路第二消能单元，在当消能装置的电压下降至低于第三预设倍数的额定电压α
4vpeak
时，将第一消能单元、第二消能单元全部接入交流母线。
[0071]
在一具体实施例中，当前交流系统未故障，且消能装置的电压处于过电压状态时，控制模块基于当前交流系统电压、额定电压，以多级控制接入方式，使消能子单元逐步接入交流母线的过程，包括：
[0072]
步骤s41：控制模块获取多个依次递增的第二预设电压阈值，其中，最大的第二预设电压阈值小于交流系统的最大承受电压，最小的第二预设电压阈值大于额定电压，并且每个第二预设电压阈值对应相应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量。
[0073]
本发明实施例中，当交流系统换相失败等情况过电压时，控制模块还可以将第一消能单元及第二消能单元逐步接入交流母线，但是在第一消能单元接入交流母线之后，需逐步第二消能单元中的消能子单元再次逐步接入交流母线，此时，为了确定每次接入消能子单元的时间，首先需设置多个依次递增的第二预设电压阈值，其中，设置方法与步骤s21相同。
[0074]
具体地，具体地，本发明实施例中，当消能装置为如图2(b)所示的结构时(图2(b)仅以消能模块之间星形连接，此处也可以为角形连接)，当交流系统未故障而过电压时，为
了实现对消能模块的多级控制，首先确定交流系统的最大承受电压，该最大承受电压由交流系统实际情况确定，实际情况可以包括交流系统各元器件的最大承受电压等，之后，在最大承受电压与交流系统额定电压之间设置多个第二预设电压阈值，且第二预设电压阈值呈递增趋势，并确定每个第二预设电压阈值对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，其中，随着第二预设电压阈值的增加，需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量增加。
[0075]
具体地，本发明实施例在最大承受电压与额定电压之间设置多个第一预设电压阈值，如式(5)所示。
[0076]vpeak
《λ
nvpeak
《λ
n-1vpeak
...《λ
2vpeak
《λ
1vpeak
《λ
1vpeak
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0077]
式(5)中，v
peak
为额定电压，α
1vpeak
为最大承受电压，λ
nvpeak
、λ
n-1vpeak
、
……
、λ
2vpeak
、λ
1vpeak
均为第一预设电压阈值，其中，1《λn《λ
n-1
《
……
《λ2《λ1《α1。
[0078]
每个第一预设电压阈值λ
nvpeak
、λ
n-1vpeak
、
……
、λ
2vpeak
、λ
1vpeak
对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量nbn、nb
n-1
、
……
、nb2、nb1如式(6)所示。
[0079]
nbn《nb
n-1
《...《nb2《nb1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0080]
式(6)中，nbn为第二消能单元中总的消能子单元的数量，nb1为第一消能单元中总的消能子单元的数量。
[0081]
步骤s42：控制模块判断消能装置的电压是否高于第四预设倍数的额定电压，当其低于时，控制所有的旁路开关处于闭合状态，将第一消能单元接入交流母线，所述第四预设倍数的额定电压大于最大的第二预设电压阈值。
[0082]
步骤s43：在消能装置的电压上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，控制模块实时获取当前消能装置的电压，并确定与当前消能装置的电压最接近、且大于消能装置的电压的第二预设电压阈值。
[0083]
步骤s44：根据第二预设电压阈值，控制模块确定其对应的需接入交流母线的第二消能单元的消能子单元的数量，断开相应的旁路开关。
[0084]
具体地，如式(7)所示，式中，1《λn《λ
n-1
《
……
《λ2《λ1《α4《α1，α4为第四预设倍数在消能装置的电压大于第四预设倍数额定电压α
4vpeak
时，将第一消能单元接入交流母线，此时有na个消能子单元接入交流母线，在消能装置上升到最大承受电压后降低至额定电压的过程中，当消能装置的电压v处于λ
2vpeak
、λ
1vpeak
之间时，即λ
2vpeak
《v《λ
1vpeak
时，将nb
n-nb1个第二消能单元的消能子单元旁路，此时nb1个第二消能单元的消能子单元和第一消能单元均接入交流母线，当消能装置的电压v处于λ
3vpeak
、λ
2vpeak
之间时，即λ
3vpeak
《v《λ
2vpeak
时，将nb
n-nb2个第二消能单元的消能子单元旁路，此时nb2个第二消能单元的消能子单元、第一消能单元均接入交流母线，以此类推，当消能装置的电压v处于v
peak
、β
nvpeak
之间时，即v
peak
《v《β
nvpeak
时，将nbn个第二消能单元的消能子单元、第一消能单元均接入交流母线，从而实现逐步将第二消能单元的消能子单元接入交流母线。
[0085][0086]
为了进一步说明本发明实施例的应用效果，基于pscad/emtdc中的cigre常规直流标准模型，进行了以受端系统换相失败导致的送端过电压仿真分析。图4(a)-图4(d)展示了送端交流系统短路比分别为2和3时，受端换相失败和恢复期间送端系统的电压波形。图4中可以看出，如果不投入上述提出的消能装置，当系统短路比为2时，受端最大过电压将超过1.5pu而短路比为3时受端最大过电压约为1.3pu。相反，如果采用了以上提出的消能装置，则能够有效地将过电压抑制在合理水平1.2pu以内。因此本发明实施例的消能装置有效地抑制由受端换相失败导致的送端过电压。当然其他的原因导致的送端过电压，同样可以得到抑制不再详述。
[0087]
实施例3
[0088]
本发明实施例提供一种计算机设备，如图5所示，包括：至少一个处理器401，例如cpu(central processing unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(display)、键盘(keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速ram存储器(ramdom access memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的交流系统可控消能装置的应用方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的交流系统可控消能装置的应用方法。
[0089]
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0090]
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：ram)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard disk drive，缩写：hdd)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：ssd)；存储器404还可以包
括上述种类的存储器的组合。
[0091]
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：cpu)，网络处理器(英文：network processor，缩写：np)或者cpu和np的组合。
[0092]
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：asic)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：pld)或其组合。上述pld可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：cpld)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：fpga)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic,缩写：gal)或其任意组合。
[0093]
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本技术执行实施例1中的交流系统可控消能装置的应用方法。
[0094]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的交流系统可控消能装置的应用方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固降硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0095]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。