[发明专利]基于多通道串行通讯的链式SVG故障分级容错处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及SVG故障处理领域，尤其涉及一种基于多通道串行通讯的链式SVG故障分级容错方法，及其适用的级联链式功率变换系统。

背景技术

中高压级联链式SVG(static var generator)系统结构以及各部分协调稳定工作十分复杂。由于级联单元模块数目较多，系统出现故障的概率也随之升高。以单元模块举例来说，若发生过压、过温等重故障，若保护不及时，将引起单个模块驱动器件致命性的损坏。若系统出现过压过流等重故障，若保护策略不完善，将可能导致较多单元模块以及系统其他配件严重损坏，造成重大经济损失。因此，中高压级联链式SVG系统的故障保护设计极其重要；

现有技术中，对于链式SVG故障处理一般由中央处理器统一监测处理，监测之后，处理不及时，中央处理器数据处理繁重，容易产生错误。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于多通道串行通讯的链式SVG故障分级容错处理方法，该方法建立三级链式SVG故障容错处理装置，以DSP+FPGA作为核处理芯片，FPGA与多个单元模块利用高可靠串行通讯协议进行通信，采用两根单模光纤相连。将链式SVG系统的不同故障类型分三级进行处理，每个等级对应的故障处理权限具有科学合理的优先级。并且充分考虑到DSP可能出现跑飞的故障，失去控制作用，增加了DSP与FPGA的同步握手信号，采用FPGA监测同步握手信号的机制来使得该装置具有容错能力。

一种基于多通道串行通讯的链式SVG故障分级容错处理方法，包括，

S01,建立三级链式SVG故障容错处理装置：三级链式SVG故障容错处理装置包括若干链式SVG单元模块、DSP和FPGA，DSP和FPGA相连接，建立链式SVG故障分级容错处理的中央处理器；

FPGA实现多通道串行通讯任务；

FPGA与链式SVG单元模块进行光纤连接，均使用两根单模光纤连接，采用串行通讯协议，完成对单元故障的解码识别；

FPGA通过数据总线将IO口与DSP连接，进行命令与数据传输，由DSP实现对链式SVG故障统一处理，建立三级故障容错处理装置；

S02，链式SVG单元模块对自身故障的自动检测处理为三级链式SVG故障容错处理装置的第三级：

自身故障的自动检测处理具体包括：链式SVG单元模块对通过光纤接收到的信号进行高低电平时长甄别，时长超过一帧数据时，信号恒为高或低，则为通讯故障； 链式SVG单元模块实时监测母线电压数据，当母线电压数据超过额定值时为单元过压；当监测IGBT工作电流超过额定工作电流时则为驱动故障；当监测IGBT工作温度大于设定温度时则为过温；监测到通讯故障、单元过压、驱动故障和过温，三级保护单元（链式SVG单元模块的保护单元）封锁输出，同时把故障按位形式通过串行光纤传输给第二级进行处理。。

S03，FPGA对多个链式SVG单元模块故障的并行处理位于链式SVG故障容错处理装置第二级：通过串行通讯协议对故障信息进行解码，当串行数据位变为1时则认为数据位的对应位有故障，对所有链式SVG单元模块的故障位检测汇总，任何一个单元故障位为1时，FPGA对故障位进行一帧时间滤波，已保证不是误读，当滤波后故障信息依旧在，对所有链式SVG单元模块发出封锁驱动脉冲命令，同时将故障信息上传至DSP；

S04，主控制器DSP对故障统一处理为链式SVG故障容错处理装置的第一级：FPGA通过IO口（输入输出接口）与DSP连接，设置DSP管脚为中断管脚，当FPGA的IO由低变高时，DSP进入中断，在中断中进行故障信息读取，封锁DSP发送给所有链式SVG单元模块的数据，同时控制中间继电器分断SVG入线断路器，并给出报警信号，使故障指示灯闪烁。

S05，重故障分级容错处理：FPGA接收到SVG在运行中发生的系统过流、过压故障时，由FPGA首先对装置发出封锁脉冲命令，同时DSP通过重故障中断处理，输出断路器跳闸命令，同时再次对所有单元发出封锁驱动脉冲命令；

S06，DSP发生死循环故障处理：FPGA通过检测DSP实时同步握手信号，判断DSP工作状态，若DSP发生死循环故障时，FPGA将对所有链式SVG单元模块发出封锁驱动脉冲命令并输出断路器跳闸命令；

S07，供电电源异常故障处理： FPGA对UPS和双路220V供电电源进行监测，若监测到供电电源异常，FPGA将对所有链式SVG单元模块发出封锁驱动脉冲命令并输出断路器跳闸命令。