[发明专利]柔性直流换流阀监测诊断系统

说明书

本发明公开了一种柔性直流换流阀监测诊断系统，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；控制单元接收信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据运行特征状态信号得到系统实时运行数据；数据存储单元存储系统实时运行数据；健康评估单元接收到控制单元的评估信号后，根据系统实时运行数据得到换流阀的健康状态，绘制健康因子曲线图；故障诊断单元根据系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；维护管理单元用于根据健康因子曲线图预测柔性直流换流阀的故障预测状态，得出维护建议。本发明公开的柔性直流换流阀监测诊断系统能够通过实时监控直流输电系统运行的特征状态，获取换流阀的运行状态，并对换流阀的故障状态进行预测。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流换流阀监测诊断系统。

背景技术

在直流输电领域中，安全性和可靠性非常重要。柔性直流输电系统处于频繁的内外部冲击作用下，如电网震荡、畸变、谐波、误操作等外部因素及系统老化、累积损伤等内部因素，严重时会造成系统故障甚至导致系统损坏。

为了避免柔性直流输电系统发生大型故障甚至灾难性事故，必须尽早发现柔性直流故障的早期症状或者小的故障。相对于常规晶闸管换流阀，柔直换流阀的拓扑结构、控制原理及其运行工况更加多样化，运行特性也更加复杂。

由于现有的柔性直流工程投运时间较短，缺乏长期的运行数据积累，目前尚未掌握高功率柔性直流换流阀长期运行特性。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性直流换流阀监测诊断系统，能够通过实时监控直流输电系统运行的特征状态，获取换流阀的运行状态，并对换流阀的故障状态进行预测。

本发明实施例一提供一种柔性直流换流阀监测诊断系统，包括：分别与控制单元相连的信号采集单元、数据存储单元、健康状态评估单元、故障诊断单元和维护管理单元；

所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据；

所述数据存储单元存储所述系统实时运行数据；

所述健康评估单元接收到所述控制单元的评估信号后，根据所述系统实时运行数据得到换流阀的健康状态；所述健康评估单元还可用于根据所述系统实时运行数据绘制健康因子曲线图；

所述故障诊断单元根据所述系统实时运行数据对故障进行诊断和定位；

所述维护管理单元用于接收所述控制单元的维护指令，并根据所述健康因子曲线图预测所述柔性直流换流阀的故障预测状态，得出维护建议。

作为上述方案的改进，所述信号采集单元包括电流信号采集单元、电压信号采集单元和温度信号采集单元；

所述电流信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括换流变压器阀侧电流和柔性直流换流阀直流电流；

所述电压信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀交流同步电压、换流变压器阀侧电压、柔性直流换流阀控制脉冲和直流电压；

所述温度信号采集单元采集的所述系统运行特征状态信号包括柔性直流换流阀水冷系统进水口温度、柔性直流换流阀水冷系统出水口温度。

作为上述方案的改进，所述控制单元接收所述信号采集单元采集的系统运行特征状态信号，并根据所述运行特征状态信号得到系统实时运行数据，具体为：

所述控制单元对所述系统运行特征状态信号进行滤波处理、电气量间关系校验，通过公式(1)所示的傅里叶算法提取出各个信号的特征量；公式(1)如下所示：

式中，a₀、a_n和b_n为傅立叶系数，定义如下：