[发明专利]一种用于柔性直流输电换流阀数据冗余控制方法

说明书

本发明提供一种用于柔性直流输电换流阀数据冗余控制方法，包括顺控状态机及顺控状态数据冗余同步控制、阀控控制和保护功能投退数据冗余同步控制、阀控子模块旁路数据冗余同步控制和环流抑制控制器数据冗余同步控制，两套阀控使用双冗余通信设计，备用阀控系统接收主阀控系统运行状态、控制及保护投退、环流抑制控制积分和输出、子模块旁路数据，可保证备用阀控系统实时和主阀控系统运行状态和控制输出保持一致，在系统发生冗余切换时能够大程度的减少切换对系统造成的轻微扰动，在备用系统掉电及恢复时刻可跟随主系统的运行状态及已存储的重要的子模块旁路的历史数据，为运行人员的对柔直系统的监控提供便利。

技术领域

本发明涉及柔性直流输电和电力电子应用技术领域，特别涉及一种用于柔性直流输电换流阀数据冗余控制方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流输电系统具有向无源系统或者弱交流系统供电、实现有功和无功快速独立控制、易于构成多端网络系统、谐波含量极低、无需额外滤波器等优点，并且MMC-HVDC子模块级联级数不受限制使得基于MMC的柔性直流输电在电压等级和输送容量上可媲美于传统直流输电。基于MMC的柔性直流输电和两电平三电平柔性直流输电相比较不仅极大的降低了系统的投入成本而且使系统具有高电压、强电流、大容量等特点，使得MMC-HVDC在直流输电领域有了更为广阔的前景。

随着国内外基于MMC柔性直流输电工程的建立和投入使用，MMC-HVDC的优势进一步体现和证明。MMC-HVDC系统安全稳定运行是其发展与实际应用的关键因素，因此减小或避免柔直系统运行过程中由于控制引起的扰动或由于信号上传引起的监视上的视觉误区是柔性直流输电稳定持久运行的一个重要环节。

在柔性直流输电换流阀采用两套阀控双冗余设计中还存在一些技术问题：

1、为了保证阀控顺控的逻辑严谨，阀控中的顺控状态机需要和上层换流器控制顺控状态机配合，柔直系统解锁运行后在备用阀控系统掉电或检修恢复时，顺控状态机中的一些一次设备状态量或模拟量已不能满足顺控从停运逐步走到运行的条件要求。

2、在双套阀控中分别进行保护及控制功能的投退操作存在某套阀控运行人员忘操作的概率，在系统发生冗余切换时刻可能会导致柔直系统扰动较大或保护误动作的风险。

3、柔直系统解锁满功率运行时刻阀控A/B由于桥臂电流采样MU设备A/B延时和误差不一致导致的环流抑制控制输出结果有差别，以及上层换流器控制器A/B下发调制波也存在误差，因此柔直系统在冗余切换时由于两套系统控制输出不同步而引起的切换扰动较大。

4、在柔直系统运行过程中可能发生冗余模块的故障旁路，阀控需要实时记录每个旁路子模块的号码、旁路时间、旁路原因，若此时备用系统处于掉电或检修状态，则无法存储旁路信息。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于柔性直流输电换流阀数据冗余控制方法，两套阀控使用双冗余通信设计，备用阀控系统接收主阀控系统运行状态、控制及保护投退、环流抑制控制积分和输出、子模块旁路数据，可保证备用阀控系统实时和主阀控系统运行状态和控制输出保持一致，在系统发生冗余切换时能够大程度的减少切换对系统造成的轻微扰动，在备用系统掉电及恢复时刻可跟随主系统的运行状态及已存储的重要的子模块旁路的历史数据，为运行人员的对柔直系统的监控提供便利。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用于柔性直流输电换流阀数据冗余控制方法，在主阀控主控箱和备用阀控主控箱之间设置两套光纤通信通道，通过两套光纤通信通道由主阀控主控箱向备用阀控主控箱直接发送同步数据，包括顺控状态机及顺控状态数据、阀控控制和保护功能投退数据、阀控子模块旁路数据和环流抑制控制器数据，备用阀控实时接收并跟随主套阀控发送的同步数据，具体步骤包括：