本發(fā)明涉及電力電子和柔性配電網(wǎng)的，尤其涉及一種模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電力電子技術(shù)作為新能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)柔性控制的重要手段，其發(fā)展迅速。近年來，隨著海量分布式電源及充電樁等新型負(fù)荷的接入使得大功率變流器的應(yīng)用顯著增加，典型的應(yīng)用場景有分布式儲能、柔性互聯(lián)和電能質(zhì)量治理等。

2、大功率集中式變流器方案定制化程度高，容量不易擴(kuò)展；開關(guān)頻率低，噪音大；技術(shù)門檻高，生產(chǎn)調(diào)試效率低。模塊化方案能夠很好地彌補(bǔ)了這些缺點(diǎn)；但是由于并聯(lián)模塊數(shù)量多，其也會面臨交流側(cè)諧振、空載環(huán)流、帶載均流等新問題，此外，模塊化變流器方案的整機(jī)對外性能與集中式相比略差，特別是vf交流穩(wěn)壓性能是其短板。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術(shù)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明提供了一種模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法及系統(tǒng)解決現(xiàn)有的模塊化方案無法實現(xiàn)變流器容量靈活配置以及提升設(shè)備承載力和可靠性的問題。

4、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

5、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法，包括：所述模塊化變流器所有并聯(lián)模塊的交流端口連接至交流母排，直流端口連接至直流母排；所述交流母排與交流斷路器連接，所述直流母排與直流故障保護(hù)單元連接，所述直流故障保護(hù)單元與直流斷路器連接，所述方法包括：

6、所述并聯(lián)模塊將不同的ac/dc模塊進(jìn)行并聯(lián)連接，所述不同的ac/dc模塊采用不同的id對ac/dc模塊主動周期上送的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識；

7、所述多個并聯(lián)的ac/dc模塊與協(xié)調(diào)控制器建立快速通信方式，所述協(xié)調(diào)控制器預(yù)設(shè)最大數(shù)量的ac/dc模塊id號；當(dāng)協(xié)調(diào)控制器接收到對應(yīng)于某一id的通信數(shù)據(jù)時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)；

8、當(dāng)所述ac/dc模塊處于在線狀態(tài)時，所述協(xié)調(diào)控制器解析接收到的在線ac/dc模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)并獲取每個模塊的故障碼，統(tǒng)計故障碼不為零的ac/dc模塊，得到非故障模塊數(shù)量；

9、所述協(xié)調(diào)控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送控制報文，對所述ac/dc模塊進(jìn)行周期控制。

10、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：當(dāng)協(xié)調(diào)控制器接收到對應(yīng)于某一id的通信數(shù)據(jù)時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)還包括：若協(xié)調(diào)控制器連續(xù)整定時間內(nèi)收不到所述id的通信數(shù)據(jù)，所述id的ac/dc模塊則處于離線狀態(tài)。

11、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：協(xié)調(diào)控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送的控制報文至少包括工作模式、啟停、復(fù)位、功率指令、電壓指令；

12、ac/dc模塊化變流器整機(jī)工作模式包括pq恒功率工作模式，udc直流穩(wěn)壓工作模式，vf交流穩(wěn)壓工作模式。

13、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述ac/dc模塊化變流器整機(jī)運(yùn)行于pq恒功率工作模式包括：設(shè)置各個ac/dc模塊工作于pq恒功率工作模式，協(xié)調(diào)控制器根據(jù)上位機(jī)有功功率指令、無功功率指令，將功率平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

14、當(dāng)任意一個ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協(xié)調(diào)控制器控制報文丟失，故障停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

15、當(dāng)任意一個ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機(jī)，協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

16、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：ac/dc模塊化變流器整機(jī)運(yùn)行于udc直流穩(wěn)壓工作模式包括：采用udc下垂方式并聯(lián)，主從工作模式，設(shè)置主ac/dc模塊工作于udc直流穩(wěn)壓工作模式，設(shè)置從ac/dc模塊工作于udc下垂工作模式；

17、所述ac/dc模塊化變流器的總有功功率由直流側(cè)接入的負(fù)荷或分布式電源決定，協(xié)調(diào)控制器統(tǒng)計所有在線模塊上送的總有功功率并根據(jù)上位機(jī)無功功率指令，平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

18、當(dāng)任意一個從ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協(xié)調(diào)控制器控制報文丟失，故障停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

19、當(dāng)任意一個從ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

20、當(dāng)任意一個主ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協(xié)調(diào)控制器控制報文丟失，故障停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設(shè)置為主模塊，工作于udc穩(wěn)壓工作模式，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

21、當(dāng)任意一個主ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設(shè)置為主模塊，工作于udc穩(wěn)壓工作模式，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

22、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：ac/dc模塊化變流器整機(jī)運(yùn)行于vf交流穩(wěn)壓工作模式包括：

23、采用vf下垂模式并聯(lián)，主從工作模式，設(shè)置主ac/dc模塊工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，設(shè)置從ac/dc模塊工作于vf下垂工作模式；啟動運(yùn)行前，協(xié)調(diào)控制器向各個ac/dc模塊主動發(fā)送相位同步信號；

24、所述ac/dc模塊化變流器的總有功功率、總無功功率由交流側(cè)接入的負(fù)荷或分布式電源決定，協(xié)調(diào)控制器統(tǒng)計所有在線模塊上送的總有功功率、總無功功率，平均分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

25、作為本發(fā)明所述的模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：還包括：

26、當(dāng)任意一個從ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協(xié)調(diào)控制器控制報文丟失，故障停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

27、當(dāng)任意一個從ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

28、當(dāng)任意一個主ac/dc模塊離線時，該ac/dc模塊自動檢測到協(xié)調(diào)控制器控制報文丟失，故障停機(jī)；協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設(shè)置為主模塊，工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊；

29、當(dāng)任意一個主ac/dc模塊故障時，該ac/dc模塊將自動停機(jī)。協(xié)調(diào)控制器中非故障模塊數(shù)量減1，協(xié)調(diào)控制器依次將下一個id的ac/dc模塊設(shè)置為主模塊，工作于vf交流穩(wěn)壓工作模式，協(xié)調(diào)控制器將功率指令重新分配給在線且非故障的ac/dc模塊。

30、第二方面，本發(fā)明提供了一種模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，所述模塊化變流器所有并聯(lián)模塊的交流端口連接至交流母排，直流端口連接至直流母排；所述交流母排與交流斷路器連接，所述直流母排與直流故障保護(hù)單元連接，所述直流故障保護(hù)單元與直流斷路器連接，所述系統(tǒng)包括：

31、數(shù)據(jù)標(biāo)識模塊，用于所述并聯(lián)模塊將不同的ac/dc模塊進(jìn)行并聯(lián)連接，所述不同的ac/dc模塊采用不同的id對ac/dc模塊主動周期上送的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識；

32、判斷模塊，用于所述多個并聯(lián)的ac/dc模塊與協(xié)調(diào)控制器建立快速通信方式，所述協(xié)調(diào)控制器預(yù)設(shè)最大數(shù)量的ac/dc模塊id號；當(dāng)協(xié)調(diào)控制器接收到對應(yīng)于某一id的通信數(shù)據(jù)時，判斷所述id的ac/dc模塊在線狀態(tài)；

33、故障統(tǒng)計模塊，用于當(dāng)所述ac/dc模塊處于在線狀態(tài)時，所述協(xié)調(diào)控制器解析接收到的在線ac/dc模塊的運(yùn)行數(shù)據(jù)并獲取每個模塊的故障碼，統(tǒng)計故障碼不為零的ac/dc模塊，得到非故障模塊數(shù)量；

34、協(xié)調(diào)控制模塊，用于所述協(xié)調(diào)控制器對處于在線且非故障的ac/dc模塊發(fā)送控制報文，對所述ac/dc模塊進(jìn)行周期控制。

35、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算設(shè)備，包括：

36、存儲器和處理器；

37、所述存儲器用于存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的步驟。

38、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述模塊化變流器積木式并聯(lián)協(xié)調(diào)控制方法的步驟。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明在ac/dc模塊電路設(shè)計時，通過lcl濾波器抑制高頻紋波、避免高頻諧振，共模濾波器抑制模塊間高頻環(huán)流，電流內(nèi)環(huán)控制策略抑制模塊間低頻環(huán)流，為即插即用積木式并聯(lián)提供了硬件基礎(chǔ)條件。ac/dc模塊主動周期上送運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過不同的id號標(biāo)識；協(xié)調(diào)控制器自動識別處于在線的ac/dc模塊，統(tǒng)計出非故障模塊數(shù)量，對處于在線且非故障的ac/dc模塊進(jìn)行周期控制，主動剔除離線或故障模塊，為即插即用積木式并聯(lián)提供了靈活的通信和控制機(jī)制。在udc直流穩(wěn)壓和vf交流穩(wěn)壓工作模式下，采用下垂模式并聯(lián)，每個模塊均具備電壓源特性，整機(jī)的承載力和可靠性顯著增強(qiáng)。