[发明专利]一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法

权利要求书

1.一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，所述模块化多电平换流器由三相六个桥臂构成，每个桥臂由子模块级联组成；其特征在于，所述子模块包括绝缘栅双极型功率管IGBT1和IGBT2、晶闸管V、储能电容C、真空开关、电阻R1和电阻R2；所述电阻R1和电阻R2串联，组成R1-R2支路；所述真空开关、晶闸管V和IGBT2依次并联；所述IGBT1和IGBT2为上下结构且IGBT1的发射极连接IGBT2的集电极；所述IGBT1、R1-R2支路和储能电容C依次并联；

所述控制保护方法包括设置子模块控制器，所述子模块控制器包括可编程逻辑芯片、A/D转换电路、分压、调理及隔离电路、光耦、光接收器和光发射器；所述子模块控制器的内部接口包括：子模块控制器与IGBT驱动电路接口、子模块控制器与晶闸管驱动电路接口、子模块控制器与真空开关驱动电路接口、子模块控制器与取能电源接口以及子模块控制器与储能电容接口；

所述子模块控制器的外部接口为与换流器阀基控制器的光纤通信接口；

所述控制保护方法采用下述处理方式：

A、在所述子模块的4种控制模式下，所述子模块控制器执行不同的控制保护逻辑、

B、实现所述子模块内部接口输出信号的生成、输入信号的检测和多种故障的诊断、

C、所述子模块控制器按照动作优先级执行控制和保护动作、

D、所述子模块控制器对所述储能电容C电压进行测量或

E、所述子模块控制器与阀基控制器之间进行异步串行通信。

2.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，其特征在于，所述处理方式A中：所述4种控制模式依次进行上电延时模式、正常运行模式、系统停机模式和模块掉电模式。

3.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，其特征在于，所述处理方式B中：

所述子模块控制器与IGBT驱动电路接口，输出IGBT驱动电路触发控制信号，正确控制IGBT驱动电路的开通和关断，并根据IGBT驱动电路的反馈信号，监测IGBT驱动电路是否出现故障；

所述子模块控制器与晶闸管驱动电路接口，子模块与所述晶闸管驱动电路之间采用三脉冲形式传输晶闸管的触发信号，同时根据所述晶闸管驱动电路的反馈信号监测晶闸管是否出现故障；

所述子模块控制器与真空开关驱动电路接口，子模块与真空开关驱动电路之间采用三脉冲形式传输真空开关的触发信号，同时根据所述真空开关驱动电路的反馈信号监测真空开关的分合状态及是否出现拒合故障；

所述子模块控制器与取能电源接口，所述子模块控制器接收取能电源的开关量报警信号，以监测取能电源工作是否出现故障。

4.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，其特征在于，所述处理方式C中：所述按照动作优先级包括对于绝缘栅双极型功率管IGBT1和IGBT2、晶闸管V和真空开关的动作优先级；

所述对于上管IGBT1，如果同时出现需要开通和关断的动作命令，则将IGBT1关断；

所述对于下管IGBT2，如果出现电容过压故障，则将IGBT2开通；否则，如果同时出现需要开通和关断的动作命令，则将IGBT2关断；

所述对于晶闸管V，如果同时出现需要开通和关断的动作命令，则将晶闸管V开通；

所述对于真空开关，如果同时出现需要开通和关断的动作命令，则将真空开关开通。

5.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，其特征在于，所述处理方式D中：所述子模块控制器对AD转换结果设置8级先进先出缓冲存储器FIFO，同时存储连续8次采样结果，每次存入新数据时，会同时将FIFO中最旧的数据挤出队列，并对新的FIFO队列中存储的8次采样结果做算术平均，得到所述储能电容C电压测量的结果。

6.如权利要求1所述的一种模块化多电平换流器子模块控制保护方法，其特征在于，所述处理方式E中：所述子模块控制器与阀基控制器之间采用反曼彻斯特编码的异步串行通信及命令响应的通信管理方式，所述通信介质为光纤。