[发明专利]一种高压直流输电系统数据监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种高压直流输电系统数据监测装置及方法，其特征在于，该监测装置包括数据采集单元、数据处理单元和人机交互单元；数据采集单元用于实时采集待监测高压直流输电系统中换流站内各器件以及交流侧和直流侧的电压信号和电流信号，并进行处理得到数字电压信号；数据处理单元用于根据得到的数字电压信号，确定待监测高压直流输电系统的当前运行状态信息和运行故障信息，并发送至上级监测中心进行故障类别判断；人机交互单元用于实时显示待监测高压直流输电系统的当前运行状态信息，以及根据得到的运行故障信息进行故障告警提示，本发明可广泛用于高压直流输电技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种高压直流输电系统数据监测装置及方法，属于高压直流输电技术领域。

背景技术

高压直流输电方式与交流输电方式相比改变了电能传送的方式，由传统的三相交流输电系统改变为正负地直流输电系统。直流输电系统具有很多交流系统不具备的技术优势，包括较好的系统稳定性能、较低的损耗和较高的经济传输容量。该系统在远距离输电、新能源并网和非同步系统互联等方面具有巨大的应用前景，且已经在世界各个主要电力系统中得到普遍的商业化应用。

高压直流输电系统的核心设备是直流换流站系统，该系统的主要功能是通过电力电子元件，实现电能的交/直流变换，为交直流系统互联提供一个灵活可控的电能变换接口。但是，高压直流输电系统由于涉及高压大电流的电力电子原件，导致直流换流站系统造价昂贵，限制高压直流输电系统的普遍应用。近年来，模块化多电平方式被应用到高压直流输电换流站主电路拓扑结构中并得到商业化实际应用，通过将大量的模块化电力电子半桥、全桥单元模块进行串并联组合，可以实现对高压大电流系统的交直流变换目的，从而有效地降低了直流换流站的建设成本。

然而，大量模块化电力电子半桥、全桥单元的应用，导致模块化高电平高压直流换流站中需要监测的模块数量与常规柔性高压直流换流站相比，呈现几何级数地增加。为保证高压直流输电设备安全、稳定、高效地运行，需要对换流站以及直流输电线路的各个设备运行状态进行实时监测，采集大量的实时数据以帮助评估系统运行状态，进行设备运行故障警报、尽可能快地解除故障以减少社会和经济损失。因此，如何有效地对模块化多电平高压直流输电系统换流站运行状态进行监测，成为确保高压直流输电系统安全稳定可靠运行的重要技术保障。然而，现有技术中并没有可以覆盖现有的常规高压直流输电系统换流站(晶闸管方案)、常规柔性高压直流输电系统换流站(GTO/IGBT全桥技术方案)和模块化多电平高压直流输电系统换流站(MMC模块化技术方案)三种高压直流输电系统换流站技术方案的运行状态监测设备。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够覆盖现有的三种高压直流输电系统换流站技术方案运行状态监测的高压直流输电系统数据监测装置及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种高压直流输电系统数据监测装置，该监测装置包括数据采集单元、数据处理单元和人机交互单元；

所述数据采集单元用于实时采集待监测高压直流输电系统中换流站内各器件以及交流侧和直流侧的电压信号和电流信号，并处理得到数字电压信号；

所述数据处理单元用于根据得到的数字电压信号，确定待监测高压直流输电系统的当前运行状态信息和运行故障信息，并发送至上级监测中心进行故障类别判断；

所述人机交互单元用于实时显示待监测高压直流输电系统的当前运行状态信息，以及根据得到的运行故障信息进行故障告警提示。

进一步地，该监测装置还包括本地存储单元，用于周期性地存储待监测高压直流输电系统的当前运行状态信息，并在存满时滚动覆盖前期存储的运行状态信息。

进一步地，所述数据采集单元包括数据采集预处理单元和A/D转换器单元，其中，所述数据采集预处理单元均包括霍尔电压传感器、霍尔电流传感器和处理电路；