Statcom功率模块的不对称再启动方法和控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制系统，检测各功率模块返回的状态，如果有异常，那么，STATCOM停止工作；当STATCOM满足该冗余运行条件时，控制异常的功率模块旁路；对每相的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整；将调整后的参数分配到各对应的功率模块；对异常功率模块的异常状态进行屏蔽，重新控制各正常功率模块，实现不对称再启动。通过异常功率模块的定位旁路操作，重新调整控制参数，最后进行不对称再启动控制，实现故障后STATCOM的最大限度再启动，解决现有的链式STATCOM功率模块旁路方式以及再启动方法存在的可靠性、适用性问题。
【专利说明】
STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及STATCOM功率模块的不对称再启动方法和控制系统。
【背景技术】
[0002] 静止同步补偿器(STATCOM)是一种基于电力电子开关器件的电能质量问题动态补 偿及治理装置，具有工作范围更广，容量更大，响应速度更快，谐波特性好、体积小等优点， 作为第四代补偿装置，代表了电能质量问题动态补偿的发展方向。目前为了应用于高电压 大容量场合，通常采用功率模块串联的方式，形成链式结构以适应于高电压大容量的场合， 其中功率模块可以采用H桥型结构、三电平型结构或多电平型结构，电压等级越高，每相需 串联的功率模块数越多，这无疑增加了设备的故障可能性。由于采用串联的结构，当某相发 生一个或多个功率模块异常后，整套装置将停止运行，这样将降低装置的可靠性。
[0003] 为了提高装置的可靠性，常见的功率模块异常解决方法有:第一种，通过控制功率 模块中左、右桥臂上开关管或左、右桥臂下开关管同时开通的方式短路功率模块，从而实现 模块旁路。这种方法需要在功率模块控制电路、驱动电路、以及对应功率开关管均正常情况 下才能实现，而功率开关管为易损器件，因此这种旁路方式不能完全解决功率模块异常问 题。第二种，在功率模块的一次输出端口进行自动短路，来实现整个功率模块的旁路，其中 实现短路的方法，通常采用接触器或晶闸管等开关机构，相比第一种方式，这种方式可以解 决功率模块异常后仍然能旁路的问题。旁路后采取的冗余控制方法存在如下缺陷：1)可靠 性问题，为了简化控制方法，通常采用对称旁路的方式，将三相功率模块都旁路相等的功率 模块数，从而使每相运行的功率模块数一致。当其他相没有异常时，这种再启动方式仍然需 要旁路正常的功率模块，从而实现功率模块的对称运行，然而当在其它位置功率模块再次 发生异常时，可能因为正常的功率模块被旁路，使旁路的模块数已达到每相备用功率模块 的上限，而无法实现旁路及再启动；2)适用性差问题，旁路后操作通常需要降容量运行、输 出不对称的相电压，通过中性点漂移实现对称线电压输出，因此这种冗余控制方法应用范 围受限制，只能适用于Y型接线方式的链式STATC0M;3)补偿性能问题，旁路后再启动，每相 总开关频率降低，对无功补偿及谐波补偿的效果将会变差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法，用以解决现有 的链式STATCOM功率模块再启动方法可靠性差的问题。本发明同时提供一种STATCOM功率模 块的不对称再启动控制系统。
[0005] 为实现上述目的，本发明的方案包括一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法， 包括以下步骤：
[0006] (1)检测各功率模块返回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态，那么，封锁 三相所有的功率模块的驱动信号，使STATCOM停止工作；
[0007] (2)判断STATCOM是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运行条件时，控制异常的 功率t吴块芳路；
[0008] (3)根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目，对每相的各正常功 率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算；
[0009] (4)将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块；
[0010] (5)根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号，然后根据得到的 脉冲控制信号对应控制各正常功率模块，实现不对称再启动。
[0011]所述冗余运行条件为:对于任意一相，当该相异常功率模块的数目与该相已旁路 的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
[0012] 所述步骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤:重新调整每相中的正常模块与控制 位的对应关系，具体为:对于任意一相，将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的 所有的功率模块的先后顺序进行重新依次排序，每个正常功率模块对应的序号即为对应正 常功率模块的控制位。
[0013] 所述步骤(3)中的三角载波频率计算公式为：
[0014]
[0015] 其中，
[0016] f^A相调整后的三角载波的频率，fb为B相调整后的三角载波的频率，f。为C相调 整后的三角载波的频率，NaSA相正常功率模块的数目，Nb为B相正常功率模块的数目，N c为C 相正常功率模块的数目，N为每相所有功率模块的数目，fo为三相功率模块三角载波的初始 给定频率，fsum为每相功率模块三角载波的总频率给定值。
[0017] 所述步骤(3)中的调制三角波初始相位延时的计算公式为：
[0018]
[0019]其中，n的取值从1开始、且n的结束值为相应相的正常功率模块的数目Na、N b、Nc;0an 为A相第η个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值，0bn为B相第η个正常功率模块的 三角波初始相位延时的调整值， 9。"为(：相第η个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整 值，NaSA相正常功率模块的数目，N b为B相正常功率模块的数目，Ν。为C相正常功率模块的数 目，TAA相三角载波的周期，Tb为B相三角载波的周期，TAC相三角载波的周期，fAA相三 角载波的频率，fb为B相三角载波的频率，f。为C相移相载波调制方法三角载波的频率。
[0020] 所彳术先3綮M)由的首流由FR給帝'彳亩的彳rl·管公尤为.
[0021]
[0022] 其中，Ure3f_aSA相直流电压给定值的调整值，Urrf_ b为B相直流电压给定值的调整 值，Uref_c为C相直流电压给定值的调整值，N aSA相正常功率模块的数目，Nb为B相正常功率 模块的数目，N。为C相正常功率模块的数目，N为每相所有功率模块的数目，UrrfO为所有功率 模块均正常时，初始给定的直流电压，U__ ref为给定的直流总电压值。
[0023] 所述步骤(3)中，还需对每相的直流平均电压值进行计算，计算公式为：
[0024]
[0025]其中，Uavr_a为调整后的A相直流电压平均值，Uavr_ b为调整后的B相直流电压平均 值，Uavr_c为调整后的C相直流电压平均值，NaSA相正常功率模块的数目，Nb为B相正常功率 模块的数目具为C相正常功率模块的数目，Udy n为A相第η个正常功率模块的直流电压值， Udc_an为B相第η个正常功率模块的直流电压值，Udc_an为C相第η个正常功率模块的直流电压 值。
[0026] 一种STATC0M功率模块的不对称再启动控制系统，包括：
[0027] 检测模块，用于检测各功率模块返回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态， 那么，封锁三相所有的功率模块的驱动信号，使STATC0M停止工作；
[0028] 判断模块，用于判断STATC0M是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运行条件时， 控制异常的功率模块旁路；
[0029] 调整模块，用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目，对每相 的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新 调整计算；
[0030] 分配模块，用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块；
[0031] 再启动控制模块，用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信 号，然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块，实现不对称再启动。
[0032] 所述冗余运行条件为:对于任意一相，当该相异常功率模块的数目与该相已旁路 的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。
[0033] 所述控制系统还包括排序模块，用于重新调整每相中的正常模块与控制位的对应 关系，具体为:对于任意一相，将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功 率模块的先后顺序进行重新依次排序，每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模 块的控制位。
[0034]本发明提供的STATC0M功率模块的不对称再启动方法中，首先判断各功率模块返 回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态，那么，表示STATC0M中有功率模块为异常模 块，或者称为故障模块，那么，封锁三相所有的功率模块的驱动信号，使STATC0M停止工作， 为后续的不对称再启动做准备;然后判断STATC0M是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运 行条件时，控制异常的功率模块旁路;并且，根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模 块的数目，对每相的正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压 给定值进行重新调整;并将调整后的参数分配到对应各个正常的功率模块;最后对异常功 率模块的异常状态进行屏蔽，重新打开各个正常功率模块的脉冲控制信号，利用重新调整 的参数对对应的功率模块进行控制，实现不对称再启动。所以，该方法通过异常功率模块的 定位旁路操作，排除异常模块的异常状态，重新调整控制参数，最后进行不对称再启动控 制，实现故障后链式STATC0M的最大限度再启动，解决现有的链式STATC0M功率模块旁路方 式以及再启动方法存在的可靠性、适用性问题，该方法的可靠性得到了很大地提升，并且适 用范围大、无需降低容量运行，无功及谐波补偿效果好。同时该不对称再启动方法适用于任 何通过旁路指令实现的功率模块的定位旁路，以及再启动控制。另外，该不对称再启动方法 不但适用于Y型接线方式的链式STATC0M，而且同时适用于Λ型接线方式的链式STATC0M，适 用范围更广。
【附图说明】
[0035]图1是STATC0M功率模块的不对称再启动方法整体流程图；
[0036]图2是STATC0M功率模块的不对称再启动方法详细流程图；
[0037]图3是功率模块异常时的控制过程原理示意图；
[0038]图4是定位旁路的控制过程原理示意图；
[0039] 图5-a是没有异常功率模块时的模块与控制位的对应关系示意图；
[0040] 图5-b是有异常功率模块时的模块与控制位的对应关系示意图；
[0041 ]图6是控制参数调整过程示意图；
[0042]图7是不对称再启动时的各个功率模块的电压分配示意图；
[0043]其中，图5-b中，黑色方框代表着异常功率模块，控制位不分配，白色方框代表着正 常功率模块，控制位分配；
[0044]图7中，黑色圆代表着异常功率模块，输出电压为0,白色圆代表着正常功率模块， 输出电压为 K*U，K = N/Na，U = UrefO。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0046] 方法实施例
[0047] 在本实施例中，STATC0M以较为常用的链式STATC0M为例。STATC0M配套设置有一个 主控制器，该主控制器与STAT⑶M连接，用于控制STATC0M的运行，所以，本发明提供的 STATCOM功率模块的不对称再启动方法可以设置在主控制器中，作为该控制器的控制程序 来实现对STATC0M的控制，由于该主控制器为现有技术，关于该控制器的具体内容就不再详 细描述。另外，如果STATCOM没有配套的主控制器，而是采用整个电力系统的控制系统来控 制，那么，该不对称再启动方法作为软件程序设置在控制系统中来实现对STATCOM的控制。 [0048] 如图1和图2所示，该STATCOM功率模块的不对称再启动方法包括以下步骤：
[0049] 步骤1:链式STATCOM主控制器实时检测STATCOM三相功率模块返回的状态，如图3 所示，当检测到异常状态时，表明STATCOM中的功率模块中有异常功率模块或者称之为故障 功率模块，那么，主控制器封锁三相中所有的功率模块的开关管驱动脉冲信号，使STATCOM 处于停机状态。STATCOM停止工作，为后续的旁路和不对称再启动打下基础。
[0050] 步骤2:主控制器根据各个功率模块返回的状态，获取当前三相中每相中的异常功 率模块的数目，然后判断STATCOM是否满足冗余运行条件，即判断该STATCOM是否可以冗余 运行，当满足该冗余运行条件时，对异常的功率模块执行定位旁路操作，控制异常的功率模 块旁路，并且异常的功率模块向主控制器返回旁路状态，如图4所示。
[0051 ]在本实施例中，给出一种具体的冗余运行条件，为:对于任意一相，当该相异常功 率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的 数目。如果STATCOM满足该冗余运行条件，即可进行旁路控制。
[0052]为了便于说明，利用不等式来详细说明该冗余运行条件，具体如下：
[0053]链式STATCOM的主控制器实时检测所有模块返回的状态，获取当前三相异常模块 的数目：.、^為。，每相中所有的功率模块的数目为1每相的备用功率模块的数目为'， 三相已旁路模块数(待旁路模块数)N pa、Npb、Npa，同时满足以下关系时，链式STATCOM三相都 具有冗余运行能力，主控制器对三相异常功率模块发送模块定位旁路指令，获取旁路状态； 否则装置不具备冗余运行能力，无法进行再启动，此时整机应断路器分闸，断开与母线连 接。
[0054]
[0055] 其中，Nya为A相异常功率模块的数目；Nyb为B相异常功率模块的数目；Ny。为C相异常 功率模块的数目；N pa为A相已旁路功率模块的数目；Npb为B相已旁路功率模块的数目；Npc为C 相已旁路功率模块的数目；Nby为每相备用功率模块的数目。
[0056] 另外，主控制器发送旁路指令后，将等待旁路状态的返回，等待时间根据旁路机构 的参数确定，通常可以为IOs以上，当超时后并重复三次旁路操作及等待后仍然未获取所有 的旁路状态，则主控制器应上报旁路拒动作故障，并进行跳闸保护。
[0057]步骤3:为了在后续的计算中便于说明，主控制器根据功率模块的旁路状态，可以 重新调整功率模块与控制位的对应关系。
[0058]对于任意一相，假设该相中所有的功率模块的数目为N，那么，在正常状态下，即该 相中没有异常的功率模块时，这N个功率模块有一个顺序，每个功率模块的序号即为对应功 率模块的控制位，模块1的控制位为1，模块2的控制位为2,模块3的控制位为3,……，模块N 的控制位为N，如图5-a所示。当该相中有M个异常功率模块时，在将这M个异常功率模块旁路 掉之后，该相中剩下N-M个正常功率模块，将这N-M个正常功率模块按照原先没有异常情况 下的所有的功率模块的先后顺序进行重新排序，当遇到异常功率模块时将不再与控制位编 号对应，此时未分配的控制位编号与后面紧接着的第一个正常模块对应，直到所有正常功 率模块重新配对完成。所以，该N-M个正常功率模块中的控制位为1到N-M。以M= 2为例，如图 5_b所示，模块3和模块7为异常功率模块，原先情况下，模块3和模块7的控制位分别是控制 位3和控制位7,将这两个功率模块旁路后，模块1的控制位为1，模块2的控制位为2,模块3由 于处于旁路状态，控制位不分配，所以，与该模块3紧接着的下一个正常模块一一模块4分配 为控制位3,模块5的控制位为4,模块6的控制位为5,模块7由于处于旁路状态，控制位不分 配，所以，与该模块7紧接着的下一个正常模块一一模块8分配为控制位6,模块9的控制位为 7,……，模块N的控制位为N-2。
[0059] 步骤4:功率模块旁路状态返回，主控制器完成旁路后，根据每相的旁路功率模块 的数目和正常功率模块的数目，对每相的正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始 相位延时和直流电压给定值进行重新调整，获取每个正常功率模块对应的三角波载波频 率、三角波的初始相位延时以及每个功率模块直流电压给定值。另外，还可以求解出旁路后 的各相的直流电压平均值。如图6给出了一种调整的先后顺序，但是，这只是其中的一种实 施方式，需要说明的是，这几种调整参数的过程并没有先后顺序。
[0060] 具体如下：
[0061] 为了保证无功及谐波补偿效果，定位旁路后三相功率模块中的开关管频率应至少 等于未旁路前每相总的开关频率，因此定位旁路后，三相每个正常功率模块的三角载波频 率的计笪方法加下，
[0062]
[0063] 其中，
[0064] fa--A相调整后的二角载波的频率，单位赫兹；
[0065] fb一一B相调整后的三角载波的频率，单位赫兹；
[0066] fc一一C相调整后的三角载波的频率，单位赫兹；
[0067] Na一一A相正常功率模块的数目；
[0068] Nb一一B相正常功率模块的数目；
[0069] Nc一一C相正常功率模块的数目；
[0070] N一一每相所有功率模块的数目；
[0071] fo一一三相功率模块三角载波的初始给定频率，单位赫兹；
[0072] fsum一一每相功率模块三角载波的总频率给定值，单位赫兹。
[0073] 调整移相载波调制方法三角波的初始相位延时方法为:每相第η个控制位调整后 的三角波初试相位延时计算公式如下，η取值从1开始，每相η的结束值为相应相正常功率模 块的数目N a、Nb、N。；
[0074]
[0075] 其中，
[0076] 0an一一A相第η个控制位调整后的三角波初试相位延时，单位秒；
[0077] 0bn一一B相第η个控制位调整后的三角波初试相位延时，单位秒；
[0078] 0cn一一C相第η个控制位调整后的三角波初试相位延时，单位秒；
[0079] Na一一A相正常功率模块的数目；
[0080] Nb一一B相正常功率模块的数目；
[0081] Nc一一C相正常功率模块的数目；
[0082] Ta一一A相移相载波调制方法三角载波的周期，单位秒；
[0083] Tb一一B相移相载波调制方法三角载波的周期，单位秒；
[0084] Tc一一C相移相载波调制方法三角载波的周期，单位秒；
[0085] fa一一A相移相载波调制方法三角载波的频率，单位赫兹；
[0086] fb一一B相移相载波调制方法三角载波的频率，单位赫兹；
[0087] fc一一C相移相载波调制方法三角载波的频率，单位赫兹；
[0088] 其中，fa、fb和fc可以采用原先的参数，也可以采用经过上述调整后的对应三角载 波频率。
[0089] 调整每个功率模块的直流电压给定值的方法如下公式：
[0090]
[0091] 其中，
[0092] Uref_a一一A相新的直流电压给定值，单位伏特；
[0093] Uref_b一一B相新的直流电压给定值，单位伏特；
[0094] Uref_c一一C相新的直流电压给定值，单位伏特；
[0095] Na一一A相正常功率模块的数目；
[0096] Nb一一B相正常功率模块的数目；
[0097] Nc一一C相正常功率模块的数目；
[0098] N一一每相所有功率模块的数目；
[0099] UrefO一一所有功率模块正常时，初始给定的直流电压，单位伏特；
[0100] Usum_ref--给定的直流总电压值，单位伏特。
[0101] 在进行直流总压控制以及均压控制时，主控制器根据返回的功率模块旁路状态， 将未旁路功率模块返回的直流电压进行计算，获取每相的直流平均电压值，即忽略被旁路 单元的直流电压，将每相第1个控制位对应功率模块直流电压到第1、他、仏控制位的模块直 流电压进行平均值计算，计算方法如下；
[0102]
[0103] 其中，
[0104] Uavr_a一一A相调整后的直流电压平均值值，单位伏特；
[0105] Uavr_b一一B相调整后的直流电压平均值值，单位伏特；
[0106] Uavr_0一一C相调整后的直流电压平均值值，单位伏特；
[0107] Na一一A相正常功率模块的数目；
[0108] Nb一一B相正常功率模块的数目；
[0109] Nc一一C相正常功率模块的数目；
[0110] Udc_an--A相第η个控制位对应的功率模块直流电压值，单位伏特；
[0111] Udc_an--B相第η个控制位对应的功率模块直流电压值，单位伏特；
[0112] Udc_an--C相第η个控制位对应的功率模块直流电压值，单位伏特。
[0113] 步骤5:上述步骤对控制参数进行了调整，得到调整后的三角波的初始相位延时、 三角波载波频率、每个功率模块直流电压给定值、每相直流电压平均值，这些调整值作为移 相载波调制、直流总压控制以及均压控制的相应控制位的补偿指令，补偿指令的分配应按 照正常功率模块对应的控制位编号对对应正常的功率模块进行匹配分配。
[0114] 步骤6:主控制器根据返回的功率模块的旁路状态，忽略相应旁路的功率模块返回 的异常状态，从而对其异常状态进行屏蔽，并根据上述获取的调整后的各个参数来重新调 整对应正常功率模块的驱动脉冲信号，然后根据得到的驱动脉冲信号对应控制各正常功率 模块，实现链式STATC0M的不对称再启动，如图7所示。至此完成链式STATC0M的不对称再启 动。
[0115] 功率模块定位旁路后进行不对称再启动前，链式STATC0M的主控制器根据返回的 功率模块旁路状态，忽略旁路功率模块返回的异常状态，从而对其异常状态进行屏蔽，此 时，主控制器检测整个STATC0M时，异常状态被视为已排除，可利用调整后的不对称运行参 数进行补偿控制，并开启三相对应控制位的驱动脉冲信号，实现链式STATC0M的功率模块不 对称再启动。
[0116] 由于三相正常功率模块的数目1、他、1在某一时刻可能存在相等或不相等情况， 均可通过上述几个公式获取三相正常功率模块的三角波初始相位延时、三角载波频率、直 流电压给定和直流平均电压。其中当N a、Nb、Nc不都相等时，三相的三角波初始相位延时、三 角载波频率、直流电压给定和直流平均电压也不相等，此时链式STATC0M处于不对称再启动 状态；当Na、Nb、Nc都相等时，为此方法的一个特例，三相的三角波初始相位延时、三角载波 频率和直流电压给定相等，此时链式STATC0M处于对称再启动状态，该种情况下也同样适用 于本发明提供的方法。并且对于链式STATC0M任何形式的功率模块旁路方法，只要通过旁路 指令可实现功率模块的对位旁路以及旁路状态返回到主控制器这种旁路方式，均可采用本 发明提供的链式STATC0M功率模块的定位旁路及其不对称再启动方法。
[0117] 步骤7:当完成步骤1~6后，定位旁路以及不对称再启动的工作完成，当主控制器 检测模块返回的状态无新的异常时，在以后的运算过程中可跳过步骤1~6,直接利用调整 后的参数，采用原有控制方法，即步骤6进行STATC0M的控制。当再次检测到模块返回新的异 常时，重新进行步骤1~6再次进行定位旁路及不对称再启动。
[0118] 通过以上步骤，可实现链式STATC0M功率模块的定位旁路及其不对称再启动方法， 可使故障后的链式STATC0M具备最大限度再启动能力，解决现有的链式STATC0M功率模块旁 路后再启动方法存在的可靠性、适用性问题。同时不对称再启动方法适用于任何通过旁路 指令可实现功率模块的对位旁路以及旁路状态返回到主控制器这种旁路方式的再启动控 制，适用范围更广。
[0119] 控制系统实施例
[0120] 本发明还提供一种STATC0M功率模块的不对称再启动控制系统，包括：
[0121 ]检测模块，用于检测各功率模块返回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态， 那么，封锁三相所有的功率模块的驱动信号，使STATC0M停止工作；
[0122] 判断模块，用于判断STATC0M是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运行条件时， 控制异常的功率模块旁路；
[0123] 调整模块，用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目，对每相 的各正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新 调整计算；
[0124] 分配模块，用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块；
[0125] 再启动控制模块，用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信 号，然后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块，实现不对称再启动。
[0126] 该控制系统中的各个组成模块均为软件模块，通过执行相应的软件程序来实现各 自的功能，所以，这些软件模块可以当作STATC0M的主控制器中的各个组成部分，该主控制 器通过加载各个模块来实现该不对称再启动方法。因此，该控制系统本质上还是控制方法， 由于该方法在上述方法实施例中已有了详细的描述，这里就不再具体说明。
[0127] 以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基 本思路在于上述基本方案，并不局限于各个参数的计算过程。在不脱离本发明的原理和精 神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 检测各功率模块返回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态，那么，封锁三相 所有的功率模块的驱动信号，使STATCOM停止工作； (2) 判断STATCOM是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运行条件时，控制异常的功率 丰旲块芳路； (3) 根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目，对每相的各正常功率模 块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整计算； (4) 将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块； (5) 根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号，然后根据得到的脉冲 控制信号对应控制各正常功率模块，实现不对称再启动。2. 根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述冗 余运行条件为:对于任意一相，当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块的数 目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。3. 根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述步 骤(2)和步骤(3)之间还包括以下步骤:重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系， 具体为:对于任意一相，将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模 块的先后顺序进行重新依次排序，每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的 控制位。4. 根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述步 骤(3)中的三角载波频率计算公式为：其中， faSA相调整后的三角载波的频率，fb为B相调整后的三角载波的频率，f。为C相调整后 的三角载波的频率，Na*A相正常功率模块的数目，Nb为B相正常功率模块的数目，N。为C相正 常功率模块的数目，N为每相所有功率模块的数目，fo为三相功率模块三角载波的初始给定 频率，f sum为每相功率模块三角载波的总频率给定值。5. 根据权利要求1或4所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述 步骤(3)中的调制三角波初始相位延时的计算公式为：其中，η的取值从1开始、且η的结束值为相应相的正常功率模块的数目Na、Nb、Nc;0 anSA 相第η个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整值，0bn为B相第η个正常功率模块的三 角波初始相位延时的调整值，相第η个正常功率模块的三角波初始相位延时的调整 值，N a*A相正常功率模块的数目，Nb为Β相正常功率模块的数目，Ν。为C相正常功率模块的数 目，ΤΑΑ相三角载波的周期，T b为B相三角载波的周期，TAC相三角载波的周期，fAA相三 角载波的频率，fb为B相三角载波的频率，f。为C相移相载波调制方法三角载波的频率。6. 根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述步 骤(3)中的直流电压给定值的计算公式为：其中，Ure3f_aSA相直流电压给定值的调整值，Ure3f_ b为B相直流电压给定值的调整值， Uref_c*C相直流电压给定值的调整值具为A相正常功率模块的数目，Nb为B相正常功率模块 的数目，N。为C相正常功率模块的数目，N为每相所有功率模块的数目，UrrfO为所有功率模块 均正常时，初始给定的直流电压，U sum_rrf为给定的直流总电压值。7. 根据权利要求1所述的STATCOM功率模块的不对称再启动方法，其特征在于，所述步 骤(3)中，还需对每相的直流平均电压值进行计算，计算公式为：其中，Uavr_a为调整后的A相直流电压平均值，Uavr_b为调整后的B相直流电压平均值， Uavr_c为调整后的C相直流电压平均值，Na*A相正常功率模块的数目，N b为B相正常功率模块 的数目，N。为C相正常功率模块的数目，Udc^n为A相第η个正常功率模块的直流电压值，U dc_an 为B相第η个正常功率模块的直流电压值，Udc^n为C相第η个正常功率模块的直流电压值。8. -种STATCOM功率模块的不对称再启动控制系统，其特征在于，包括： 检测模块，用于检测各功率模块返回的状态，如果有功率模块的状态为异常状态，那 么，封锁三相所有的功率模块的驱动信号，使STATCOM停止工作； 判断模块，用于判断STATCOM是否满足冗余运行条件，当满足该冗余运行条件时，控制 异常的功率模块旁路； 调整模块，用于根据每相的旁路功率模块的数目和正常功率模块的数目，对每相的各 正常功率模块的三角载波频率、调制三角波初始相位延时和直流电压给定值进行重新调整 计算； 分配模块，用于将调整后的各参数分配到各对应的正常功率模块； 再启动控制模块，用于根据调整后的各参数得到各对应正常模块的脉冲控制信号，然 后根据得到的脉冲控制信号对应控制各正常功率模块，实现不对称再启动。9. 根据权利要求8所述的STATCOM功率模块的不对称再启动控制系统，其特征在于，所 述冗余运行条件为:对于任意一相，当该相异常功率模块的数目与该相已旁路的功率模块 的数目之和小于或者等于该相备用的功率模块的数目。10. 根据权利要求8所述的STATCOM功率模块的不对称再启动控制系统，其特征在于，所 述控制系统还包括排序模块，用于重新调整每相中的正常模块与控制位的对应关系，具体 为:对于任意一相，将该相中的正常功率模块按照该相在正常情况下的所有的功率模块的 先后顺序进行重新依次排序，每个正常功率模块对应的序号即为对应正常功率模块的控制 位。
【文档编号】H02J3/18GK106058890SQ201610569573
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】柳大海, 杨勇, 郭维雅, 张永新, 孙虎云, 薛廷超, 李俊, 齐庆峰, 田二胜, 孙金国, 徐亮, 刘洋
【申请人】许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 国家电网公司