[发明专利]用于柔性直流模块化多电平换流阀的通信系统及通信方法

说明书

一种用于柔性直流模块化多电平换流阀的通信系统及通信方法，包括：多个功率子模块、阀基桥臂控制设备和光纤对；所述多个功率子模块分别通过光纤对横向连接和纵向连接后构成矩阵式光纤通信网络；所述矩阵式光纤通信网络中的功率子模块通过光纤对与阀基桥臂控制设备连接后接入所述换流阀。本发明提供的技术方案连接到同一功率子模块的多对光纤互为备用，避免了在传统通信方式下因单根光纤故障导致的子模块旁路的风险，提高了换流阀整体的运行可靠性和稳定性，而且减少连接阀基桥臂控制器和换流阀功率子模块网络的光纤，进一步降低整体造价成本。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，具体讲涉及一种用于柔性直流模块化多电平换流阀的通信系统及通信方法。

背景技术

模块化柔性直流系统因其具有调节灵活、谐波含量小等特点，且可工作于大电压、高容量的输电系统中，所以在工程中得到越来越广泛地应用。其中，换流阀是模块化多电平换流器的核心组件，主要担负着能量交换和电能传输的重任。换流阀需要数百乃至数千只功率子模块串联，每个功率子模块都必须单独控制、保护和监视。在换流阀运行时，根据需要的输出电压，阀基控制器(Vavle Based Controller,VBC)控制每个功率子模块的运行状态；同时，功率子模块自身控制设备—子模块控制器(Sub-Module Controller,SMC)也要反馈自身的工作状态到阀基控制器VBC。因此，连接阀基控制器VBC与换流阀的通信组网方式也为柔性直流输电工程提供着必要的保障。

目前的工程主要采用光纤通信的形式，每个子模块通过一对光纤与VBC接口设备的一对收发光口相连，通信数据通过光纤和光口进行传输，即传统阀控和换流阀是通过点对点方式连接的通信方式。随着柔直工程电压等级的提高，单个桥臂需要子模块个数越来越多，以500kV柔性直流工程为例，单个桥臂的功率子模块数量达到250个以上，由于阀基控制设备处于地电位的控制保护室，与每个换流阀的距离较远，可以达到300m以上光纤长度和数量需求剧增，已经成为影响柔性直流工程成本的重要原因之一。同时，也大大增加了换流阀安装、运行和维护的成本。

发明内容

本发明针对传统点对点连接的光纤通信的不足，提供了一种用于柔性直流模块化多电平换流阀的通信系统，包括：多个功率子模块、阀基桥臂控制设备和光纤对；

所述多个功率子模块分别通过光纤对横向连接和纵向连接后构成矩阵式光纤通信网络；

所述矩阵式光纤通信网络中的功率子模块通过光纤对与阀基桥臂控制设备连接后接入所述换流阀。

优选的，所述阀基桥臂控制设备包括：多个收发接口；

所述矩阵式光纤通信网络中的功率子模块按预先编制的第一行和最后一行的功率子模块分别通过光纤对与阀基桥臂控制设备上不同的收发接口连接。

优选的，所述多个功率子模块通过光纤对横向连接具体包括：

在横向上的每个功率子模块依次通过光纤对首尾连接，且将每行的首、尾光纤子模块分别连接，构成横向功率子模块通信网络。

优选的，所述多个功率子模块通过光纤对纵向连接具体包括：

在纵向上的每个功率子模块依次通过光纤对首尾连接构成纵向功率子模块通信网络。

优选的，还包括：子光纤通信网络；

所述子光纤通信网络由所述多个功率子模块通过光纤对横向连接和纵向连接构成；

所述子光纤通信网络以功率子模块的形式接入所述矩阵式光纤通信网络后与所述阀基桥臂控制设备连接。

优选的，所述子光纤通信网络由所述多个功率子模块通过光纤对横向连接具体包括：

基于每个所述阀基控制设备与纵向的功率子模块的通信路径上增加的功率子模块，在横向上通过光纤对首尾连接，且将每行的首、尾功率子模块通过另外一对光纤连接。