[发明专利]适用于直流输电的冗余控制系统、方法及管理控制装置

说明书

本发明涉及适用于直流输电的冗余控制系统、方法及管理控制装置，该管理控制装置包括控制单元、触发/回检光模块和至少两个通信模块，触发/回检光模块用于与电力电子开关连接，各通信模块用于与阀控单元及冗余管理控制装置连接；控制单元具有遴选功能，能够从来自于不同通信通道的触发信号中选择出正确且最快速的触发信号。该系统包括阀控单元、至少两个上述管理控制装置及与各管理控制装置连接的电力电子开关。该方法为监测电力电子开关的控制单元接收到的各路触发信号的通信通道，根据接收完成标志位及通信校验位，实时选择最先接收到的正确的触发信号作为触发指令输出。本发明提升了系统运行的稳定性、控制的可靠性及系统的容错纠错能力。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，具体涉及一种适用于直流输电的冗余控制系统、方法及管理控制装置。

背景技术

风能、太阳能等新型可再生能源的利用比例在不断地增加，高压直流输电技术也得到更广泛的应用，尤其是柔性直流输电技术，能够实现能源多点汇集，能源高效利用及能源灵活消纳的功能特点，同时高压直流断路器的研发应用也得到了很大的关注。

柔性直流输电系统，能够实现联网、孤岛或弱系统下的电网的稳定运行。柔性直流输电作为新一代直流输电技术，与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同，柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC)，其最大的特点在于采用了可关断器件(通常为IGBT)。可关断器件控制单元作为一个基本的控制模块，构成了一种基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统，结构灵活且易于扩展，可以有效地实现高电压、大功率能量转换，因此基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统在高压直流输电领域得到了越来越多的关注和应用。目前应用于舟山200kV直流电网的柔性换流阀采用此设计。同时舟山200kV直流电网中应用的200kV高压直流断路器，也采用基于电力电子开关(IGBT)构成的主支路电子开关，转移支路电子开关等关键器件。

基于模块化多电平换流器(MMC)核心器件为IGBT(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。混合式高压直流断路器也由多个电力电子开关(IGBT)之间的串联或并联构成关键器件。控制单元作为电力电子开关(IGBT)的控制单元，如何提高控制单元控制可靠性，直接影响系统的运行可靠性，如专利号“201810123442.3”，名称为“一种适用于直流输电的多重冗余控制系统”的中国专利，提出了一种适用于直流输电的3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。从硬件接口方面大幅提升了功率器件级设备的运行可靠性，但是缺乏软件方面的设计，以进一步提高系统的运行可靠性。

发明内容

本发明提供了一种适用于直流输电的冗余控制系统、方法及管理控制装置，以从控制单元软件设计方面进一步提高系统的运行可靠性。

为达到上述目的，本发明的适用于直流输电的冗余控制系统的管理控制装置包括以下五个单元方案：

单元方案一，该管理控制装置包括控制单元以及与控制单元连接的触发/回检光模块和至少两个通信模块；所述触发/回检光模块用于与电力电子开关连接，一个通信模块用于与阀控单元连接，剩余的通信模块用于与冗余管理控制装置连接；控制单元包括遴选功能模块，所述遴选功能模块用于从来自于阀控单元及冗余管理控制装置的触发信号中选择出正确且最快速的触发信号。

单元方案二，在单元方案一的基础上，该管理控制装置还包括与控制单元连接的触发信号转发/回检光模块，所述触发信号转发/回检光模块用于与冗余管理控制装置和/或执行模块连接，以将控制单元选择出来的正确且最快速的触发信号转发至冗余管理控制装置和/或执行模块。

单元方案三，在单元方案二的基础上，该管理控制装置还包括整合功能模块，所述整合功能模块用于将管理控制装置、冗余管理控制装置、执行模块及电力电子开关的工况信息及通道通信状况信息进行整合。