[发明专利]一种适用于直流输电的多重冗余控制系统

说明书

本发明提供了一种适用于直流输电的多重冗余控制系统，控制系统的各互为冗余的控制指令传输通道相互独立，只要1路传输通道工作正常，就能够维持功率器件级设备的正常运行，实现了地电位控制指令到高电位控制板之间的信号的多重冗余传输，适用于多种直流输电功率器件级联产品的控制指令多重冗余控制方法和配置方式，本发明的方法具有实现方式灵活、简单可靠、适用范围广泛，减少了传输通道的数量，不但节省了设备成本，从传输通道的简约化和提供冗余的控制指令两个方面大幅提升了功率器件级设备的运行可靠性，该多重冗余控制方法在直流输电领域具有重要的应用价值和广泛的应用场景。

技术领域

本发明属于直流输电功率器件级联产品的控制方法技术领域，特别涉及一种适用于直流输电的多重冗余控制系统。

背景技术

直流输电技术，是实现大规模可再生能源多点汇集、清洁能源高效利用和灵活消纳的一项重要技术手段，同时也是能源互联网快速发展的重要技术支撑。利用直流输电系统实现联网、孤岛或弱系统下的稳定运行是可再生能源灵活上网和消纳的重要前提。直流输电技术是一种重要且优越的电力传输技术，直流输电技术通过换流站将来自交流电网的交流电转换为直流电，然后将转换后的直流电通过直流输电线进行远距离传输，并在受端再通过换流站将直流电转换为交流电以供使用。直流输电用可控型大功率电力电子器件包含晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、电子注入增强栅晶体管(IEGT)以及集成门极换流晶闸管(IGCT)，这些管子通过串联或并联的方式组成不同电压等级或输送功率的换流站产品，如晶闸管换流阀、柔性直流输电换流阀以及混合式高压直流断路器等，如公开号为“CN107482928A”，名称为“一种高压直流输电用模块化多电平换流器及其控制方法”的中国专利，该专利介绍了高压直流输电的换流器的结构，换流器包括三个相单元，每个相单元包括两个对称的上桥臂、下桥臂，桥臂包括子模块，该子模块为多个IGBT之间的串联或并联构成。晶闸管换流阀、柔性直流输电混流阀以及混合式高压直流断路器在实际运行中其半导体器件的控制指令通过通信线路完成从地电位控制设备到高电位控制板之间的信号传输，但是这种信号传输方式存在一定的问题，当设备或通讯线路出现故障时，则控制指令不能正常在地电位控制设备与高电位控制设备之间传输，信号传输效率低，进一步影响系统的稳定运行，造成系统运行时的可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于直流输电的多重冗余控制系统，用于解决现有技术中的直流输电传输系统的信号传输可靠性比较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于直流输电的多重冗余控制系统，包括以下技术方案：

系统一的系统方案一，一种适用于直流输电的多重冗余控制系统，包括M个地电位控制设备、M个主高电位控制板及N-M个从高电位控制板，其中，各主高电位控制板之间互为环向冗余，各主高电位控制板分别与各从属高电位控制板互为冗余，地电位控制设备与主高电位控制板之间包括有M条用于传输控制指令的冗余传输通道。

系统一的系统方案二，在系统一的系统方案一的基础上，所述冗余传输通道为三条。

系统一的系统方案三，在系统一的系统方案二的基础上，所述传输通道为高压光纤。

系统一的系统方案四，在系统一的系统方案三的基础上，各地电位控制设备通过高压光纤向各主高电位控制板及从属高电位控制板发送的控制指令包括触发信号、同步信号、闭锁信号及跳闸信号。

系统一的系统方案五，在系统一的系统方案三的基础上，各高电位控制板通过高压光纤向各地电位控制设备发送的控制指令包括回检信号、状态监测信号、报警信号。

本发明还提供了一种适用于直流输电的多重冗余控制系统，包括以下技术方案：