[发明专利]一种基于链式变流器的可快速响应故障的链路通信方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子变流器技术领域，适用于链式变流器故障时需要快速闭锁工况的节点间点对点通信应用。

背景技术

在过去的几十年中，发展了各种电力电子变流器控制技术，随着电力电子变流器的容量需求不断的加大，功率单元模块化已经成为发展趋势，链式结构的变流器也随影而生。链式结构能满足变流器容量扩展的需求，就地控制执行单元数量变得越来越多，控制系统越来越越复杂，控制节点也变得越来越多。在大规模的链式变流器控制系统应用中，例如链式SVG、柔性直流MMC链式控制系统中，由于就地执行单元数量较多，分层控制成为了发展趋势。在多个就地控制执行单元与控制系统的各层间(本发明中视为各个节点)，需要依靠可靠的通信来建立连接。

此外由于电力电子变流器固有的特点，比如需要控制延时小、链路延时确定、就地执行单元间同步操作、故障快速闭锁、需要远程升级等特点，需要节点间的协议支持以上功能才能使控制效果尽可能达到理想效果，并且在出现故障时能够及时闭锁，以防止电力电子器件损坏。

由于现有的链路通信方法标准中具有很好的报文传输特性，但并没有很好的支持同步、故障快速闭锁等特点，在大规模链节电力电子控制系统中，新建立一套可靠的并且支持电力电子变流器控制系统特点的节点间的通信方法成为需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有链路通信方法所存在的不具备故障快速闭锁信号传输、报文同步控制性差的问题而提出的一种基于链式变流器的可快速响应故障的链路通信方法。现有的通信方法不具备快速报文的实时插入和解析，在快速报文的传输方面的时延有改善的余量。且在报文发送时刻，不等待当前报文的发送完毕即需要开启此次发送，用以达到单元运行的同步性。本发明解决的技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于链式变流器的可快速响应故障的链路通信方法，其特征在于：所述链路通信方法利用链式变流器的分布式结构，以及其方便的光纤通信接口，实现就地控制执行单元与链式变流器控制器的点对点链路通信。

一种基于链式变流器的可快速响应故障的链路通信方法，其特征在于，所述通信方法包括以下步骤：

(1)建立链式变流器的通信链路；

(2)设置通信报文以及链路传输优先级；

(3)设置控制报文、定值报文、升级报文的帧头、帧尾标志，设置紧急报文以及初始化报文；

(4)设置控制报文、定值报文、升级报文的CRC校验方式；

(5)设置各种报文的编解码方式：发送为8B10B编码，接收为8B10B解码；

(6)设置帧同步字；

(7)设置数据时钟恢复的方式；

(8)实时监视通信出现的异常；

(9)利用报文进行系统内的同步。

本发明链路通信方法的优选方案在于，所述步骤(1)中，建立链式变流器的通信链路。链式变流器控制器分为三层节点，系统控制器为第一层通信节点，各相控制器为第二层通信节点，就地执行单元为第三次通信节点。第一层通信节点以及每一个第二层通信节点之间两两进行点对点通信，第二层通信节点与第三层节点之间同样为点对点通信。

本发明链路通信方法的优选方案在于，所述步骤(2)中，设置通信报文以及链路传输优先级。所述通信报文包括控制报文、定值报文、升级报文、紧急报文、初始化报文五种，所述五种报文的链路传输优先级由高至低为：紧急报文、初始化报文、控制报文、定值报文、升级报文；其中紧急报文优先级最高，可以在任何时间插入，并在链路节点间进行广播，用于系统故障时的紧急闭锁，初始化报文应用在链路初始化期间，是链路建立前的握手，控制报文是控制期间的链式变流器控制器的控制信息，定值报文传输的是控制器内初始化时需要的定值变量值，升级报文则是在进行远程程序升级时传输升级程序。

本发明链路通信方法的优选方案在于，所述步骤(3)中，设置控制报文、定值报文、升级报文的帧头、帧尾标志，设置紧急报文以及初始化报文。控制报文、定值报文、升级报文3种报文依靠不同的帧头进行区分，紧急报文、初始化报文则依靠本身的命令字进行区分。控制报文、定值报文、升级报文，每种报文的帧头利用8B10B编码中的K码进行区分，分别为SCP1、SCP2、SCP3，帧尾分别对应为ECP1、ECP2、ECP3；紧急报文同样为K码，定义为EMG；初始化报文为SP、SPA和IDLE组成，SP为请求信号，SPA为应答信号，IDLE在SP及SPA间穿插。