一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程的製作方法
2023-10-04 04:05:34 1
專利名稱：一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程的製作方法
技術領域：
本發明涉及順控流程，具體地講，涉及控制設備順控流程。
背景技術：
模塊化多電平式柔性直流輸電系統中各個由IGBT及其驅動電路板，保護用晶閘管及其驅動電路板，子模塊中央控制板，電容等組成的子模塊結構與常規直流系統中晶閘管及其驅動電路組成的結構相比更為複雜。每個子模塊的中央控制板、IGBT驅動電路板以及保護用晶閘管驅動電路板都需要從該子模塊的電容器上進行高電位取能，SMC對子模塊上電檢測過程複雜，如果各個子模塊在啟動充電時間過長，各個子模塊電容器將存在均壓問題；並且由於柔性直流輸電系統中各個以IGBT為核心的子模塊需要相互獨立的實時控制觸發和關斷，增加了 PCP及VBC的控制及檢測的難度；因此需要一個模塊化多電平式柔性直流輸電系統中控制設備順控流程來滿足該系統各級控制設備在啟動過程中的時序配合要求。
發明內容
本發明的目的在於，針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，該流程滿足該系統各級控制設備在啟動過程中的時序配合要求。本發明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其改進之處在於所述順控流程採用上級控制保護設備PCP、閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板 SMC三級控制設備，各級控制設備間均採用光通信，逐級根據接收到的控制命令和狀態信息，產生並下發各級控制命令，同時，向上級控制設備上報本級控制設備當前狀態和產生的請求信息，以及接收到的下級設備上傳的當前狀態和請求信息。本發明提供的第一優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述上級控制保護設備PCP與閥基控制設備VBC之間通過高速同步串行光通道連結，所述閥基控制設備VBC與子模塊中央控制板SMC之間通過異步串行光通道連結。本發明提供的第二優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述高速同步串行光通道數量為8條、帶寬為14M。本發明提供的第三優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述異步串行光通道數量為208條、帶寬為5M。本發明提供的第四優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，上級控制保護設備PCP、閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板SMC相互間的協作包括PCP單元上電、VBC單元上電和合功率主閘電容充電三個過程。本發明提供的第五優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述PCP單元上電過程為PCP控制單元上電默認起始狀態應是
DPCP單元上電後默 認為TRIP狀態，等待VBC單元上電後故障清除；2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發送兩路Active信號，兩路Active信號內容為一主一從；3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發送Lock閉鎖和 Charg_on啟動充電信號，即將HDLC通信內容中這兩位置位；當PCP單元為TRIP狀態時，等待VBC單元上電，當PCP單元收到VBC單元發來的 VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩定一段時間之後，認定VBC單元上電正常， PCP單元退出TRIP狀態，然後合功率主閘。本發明提供的第六優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述VBC單元上電過程為VBC單元上電默認起始狀態DVBC單元上電默認Lock和Chg_on信號為有效，即上電後停留在Lock和Charg_ on狀態，這樣當收到PCP單元發來的Lock和Charg_0n信號後，能夠與VBC自身上電狀態相吻合；2) VBC的各個單元上電自檢成功後清除向PCP發送的VBC_Trip信號。此時默認 SMC單元處於通信故障狀態，繼續向PCP發送VBC_ALARM置位信號；3)由於VBC單元上電默認為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續向SMC單元下發閉鎖命令；當SMC單元上電後，且SMC單元取能電源不欠壓後，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發生在合功率主閘之後。本發明提供的第七優選的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，所述合功率主閘電容充電過程為1)當PCP單元接收到VBC單元發來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零， 且穩定一段時間之後，執行合功率主閘操作；2)合閘60秒後，60秒後確保SMC啟動並不欠壓，VBC發現SMC通信正常且不欠壓， 清除VBC_ALARM信號；3)當PCP單元發現VBC_ALARM被清除，並且上傳的橋臂電壓和正確後，切充電電阻，穩定後，再清除Charg_0n信號；維持下發Lock至VBC，結束Charg_0n狀態；4)PCP單元判斷電容充電結束後決定進入正常運行流程。與現有技術相比，本發明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程具有以下優點1.通過最少數量的控制設備接口信號，完成了模塊化多電平式柔性直流輸電系統控制設備啟動順控流程。2.在啟動過程中，能夠使各級控制設備，得到逐步配合實現的最簡的必要的上電後的自檢功能。3.各級設備間啟動時通過最簡單的信號配合邏輯完成系統啟動時子模塊電容分步充電方式的功能需求。4.當啟動過程中，個別子模塊由於故障不能正常帶電時，閥基控制設備會主動對其檢測，並申請停運，系統將終止本次啟動，從而使系統得到有效地保護。
圖1是本發 明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統級控制保護設備PCP、 閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設備結構示意圖；圖2是本發明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程的系統啟動順序控制流程圖；圖3是本發明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程的參與啟動過程的信號時序圖。
具體實施例方式以下通過附圖及實施例對本發明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程做進一步更詳細的說明；實施例1本實施例的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，採用上級控制保護設備PCP，閥基控制設備VBC，子模塊中央控制板SMC，如附圖1所示各級控制設備，逐級根據接收到的控制命令和狀態信息，產生並下發各級控制命令。同時，向上級控制設備上報本級控制設備當前狀態和產生的請求信息，以及接收到的下級設備上傳的當前狀態和請求
fn息οl.PCP單元上電PCP控制單元上電默認起始狀態應是(I)PCP單元上電後默認為TRIP狀態，等待VBC單元上電後故障清除。(2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發送兩路Active信號，兩路Active信號內容為一主一從。(3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發送Lock閉鎖和 Charg_on啟動充電信號，即將HDLC通信內容中這兩位置位。當PCP單元為TRIP狀態時，等待VBC單元上電，當PCP單元收到VBC單元發來的 VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩定一段時間之後，認定VBC單元上電正常， PCP單元退出TRIP狀態，然後合功率主閘。2. VBC單元上電VBC單元上電默認起始狀態(1) VBC單元上電默認Lock和Chg_on信號為有效，即上電後停留在Lock和Charg_ on狀態。這樣當收到PCP單元發來的Lock和Charg_0n信號後，能夠與VBC自身上電狀態相吻合。(2) VBC的各個單元上電自檢成功後清除向PCP發送的VBC_Trip信號。此時默認 SMC單元處於通信故障狀態，繼續向PCP發送VBC_ALARM置位信號。(3)由於VBC單元上電默認為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續向SMC單元下發閉鎖命令，當SMC單元上電後，且SMC單元取能電源不欠壓後，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發生在合功率主閘之後。
3.合功率主閘電容充電 (1)當PCP單元接收到VBC單元發來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零， 且穩定一段時間之後，執行合功率主閘操作。(2)合閘60秒後(60秒後確保SMC啟動並不欠壓)，VBC發現SMC通信正常且不欠壓，清除VBC_ALARM信號。(3)當PCP單元發現VBC_ALARM被清除，並且上傳的橋臂電壓和正確後，切充電電阻，穩定後，再清除Charg_0n信號。維持下發Lock至VBC，結束Charg_0n狀態。(4)PCP單元判斷電容充電結束後決定進入正常運行流程。整個系統控制設備啟動過程的流程圖如附圖2所示，參與啟動順控流程的各級控制設備接口信號時序圖如附圖 3所示。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管本領域的技術人員閱讀本申請後，參照上述實施例對本發明進行種種修改或變更，但這些修改或變更，均在申請待批本發明的權利申請要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述順控流程採用上級控制保護設備PCP、閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設備，各級控制設備間均採用光通信，逐級根據接收到的控制命令和狀態信息，產生並下發各級控制命令，同時，向上級控制設備上報本級控制設備當前狀態和產生的請求信息，以及接收到的下級設備上傳的當前狀態和請求信息。
2.根據權利要求1所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述上級控制保護設備PCP與閥基控制設備VBC之間通過高速同步串行光通道連結， 所述閥基控制設備VBC與子模塊中央控制板SMC之間通過異步串行光通道連結。
3.根據權利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述高速同步串行光通道數量為8條、帶寬為14M。
4.根據權利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述異步串行光通道數量為208條、帶寬為5M。
5.根據權利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於上級控制保護設備PCP、閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板SMC相互間的協作包括 PCP單元上電、VBC單元上電和合功率主閘電容充電三個過程。
6.根據權利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述PCP單元上電過程為PCP控制單元上電默認起始狀態應是DPCP單元上電後默認為TRIP狀態，等待VBC單元上電後故障清除；2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發送兩路 Active信號，兩路Active信號內容為一主一從；3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發送Lock閉鎖和Charg_ on啟動充電信號，即將HDLC通信內容中這兩位置位；當PCP單元為TRIP狀態時，等待VBC單元上電，當PCP單元收到VBC單元發來的VBC_ ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩定一段時間之後，認定VBC單元上電正常，PCP單元退出TRIP狀態，然後合功率主閘。
7.根據權利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述VBC單元上電過程為VBC單元上電默認起始狀態1)VBC單元上電默認Lock和Charg_on信號為有效，即上電後停留在Lock和Charg_on 狀態，這樣當收到PCP單元發來的Lock和Charg_0n信號後，能夠與VBC自身上電狀態相吻合；2)VBC的各個單元上電自檢成功後清除向PCP發送的VBC_Trip信號；此時默認SMC單元處於通信故障狀態，繼續向PCP發送VBC_ALARM置位信號；3)由於VBC單元上電默認為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續向 SMC單元下發閉鎖命令；當SMC單元上電後，且SMC單元取能電源不欠壓後，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發生在合功率主閘之後。
8.根據權利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其特徵在於所述合功率主閘電容充電過程為 1)當PCP單元接收到VBC單元發來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩定一段時間之後，執行合功率主閘操作；2)合閘60秒後，60秒後確保SMC啟動並不欠壓，VBC發現SMC通信正常且不欠壓，清除 VBC_ALARM 信號；3)當PCP單元發現VBC_ALARM被清除，並且上傳的橋臂電壓和正確後，切充電電阻，穩定後，再清除Charg_0n信號；維持下發Lock至VBC，結束Charg_0n狀態；4)PCP單元判斷電容充電結束後決定進入正常運行流程。
全文摘要
本發明涉及一種模塊化多電平柔性直流輸電系統控制設備順控流程，其改進之處在於所述順控流程採用上級控制保護設備PCP、閥基控制設備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設備，各級控制設備間均採用光通信，逐級根據接收到的控制命令和狀態信息，產生並下發各級控制命令，同時，向上級控制設備上報本級控制設備當前狀態和產生的請求信息，以及接收到的下級設備上傳的當前狀態和請求信息；該流程滿足該系統各級控制設備在啟動過程中的時序配合要求。
文檔編號H02J1/00GK102222901SQ20111016198
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者楊嶽峰, 王韌秋, 賀之淵, 高陽 申請人:中國電力科學研究院