[发明专利]一种直流换流阀阀控系统及其切换控制方法和装置

说明书

本发明涉及一种直流换流阀阀控系统及其切换控制方法和装置，属于直流输电技术领域。本发明通过判断阀控系统的纵向通信情况、换流阀子模块故障个数是否小于换流阀子模块冗余个数进行阀控系统的切换，切换控制过程考虑到了阀控系统的通信情况、换流阀子模块故障个数与冗余子模块之间关系以及子模块与阀控系统之间的通信情况，能够实现阀控系统的精准、可靠地切换，充分利用阀控系统冗余度和子模块冗余度优势，同时降低系统跳闸可能性，提升阀控系统的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种直流换流阀阀控系统及其切换控制方法和装置，属于直流输电技术领域。

背景技术

模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)是一种基于电压源型换流(VoltageSourced Converters—VSC)技术的新型高压直流输电技术。除了具有传统高压直流输电优点外，柔性直流输电系统还可直接向远距离的小型孤立负荷供电，连接分散电源，运行控制方式灵活多变，可减少输电线路电压降落及闪变，提高电能质量。因此，柔性直流输电技术在孤岛供电、城市电网供电、分布式能源并网等方面具有很高的应用价值。

柔性直流输电换流阀控制系统是整个控制系统的中间环节，在功能上是连接极控与换流阀(子模块)的枢纽。柔直阀控系统运行状态决定了整个柔性直流输电系统动稳态控制性能，是柔性直流输电换流阀控制系统设计的难点。随着柔性直流输电系统容量的增加，每个桥臂上串联的IGBT(子模块)的数量也会迅速增加，需要在阀控系统和子模块以及极控之间传送的信息量也大大增加，阀控系统的稳定性可靠性要求也越来越高，如何设计一种可靠、稳定切换的阀控系统方法，成为该柔直阀控领域的一个重要课题。

由于大容量的柔性直流输电系统每个桥臂上串联子模块数量相当多，对阀控系统的运行要求也越来越高，传统的柔直阀控冗余系统切换根据阀控单个控制板卡通信故障即做出系统切换申请，如果切换后另一个系统仍出现类似问题，则判双系统均异常，这种工况下，阀控系统故障等级并非很严重，但是此时系统跳闸可能性增加；当前大容量柔性直流输电系统单桥臂子模块冗余个数均大于单个控制板卡所控制的子模块个数2-3倍，这种工况下，传统阀控系统切换方法不能很好实现子模块冗余度使用，当桥臂子模块上升到几百个甚至上千个的时候，如果仍采用传统阀控系统切换方法，则对整个柔性直流输电系统稳定性有及其不利的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流换流阀阀控系统及其切换控制方法和装置，以解决目前换流阀阀控系统切换过程中存在子模块冗余度使用不够充分，影响直流输电系统稳定性的问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种直流换流阀阀控系统的切换控制方法，该切换控制方法包括以下步骤：

1)若处于备用状态的阀控系统的纵向通信正常，且该阀控系统的换流阀子模块故障个数小于换流阀子模块冗余个数，则将所述处于备用状态的阀控系统设置为可申请使用有效系统，所述的纵向通信正常包括阀控系统的控制机箱和接口机箱之间的通信正常以及换流阀子模块与接口机箱通信异常的个数不大于子模块冗余个数；

2)判断当前运行的阀控系统的换流阀子模块故障个数是否大于换流阀子模块冗余个数或处于备用状态的阀控系统的换流阀子模块故障个数，若大于，则进行阀控系统的切换，切换至所述可申请使用有效系统。

本发明还提供了一种直流换流阀阀控系统的切换控制装置，该控制装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明的直流换流阀阀控系统的切换控制方法。

本发明通过判断阀控系统的纵向通信情况、换流阀子模块故障个数是否小于换流阀子模块冗余个数进行阀控系统的切换，切换控制过程考虑到了阀控系统的通信情况、换流阀子模块故障个数与冗余子模块之间关系以及子模块与阀控系统之间的通信情况，能够实现阀控系统的精准、可靠地切换，充分利用阀控系统冗余度和子模块冗余度优势，同时降低系统跳闸可能性，提升阀控系统的可靠性和稳定性。