[发明专利]一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统，方法包括：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。本发明对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测MMC换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统。

背景技术

随着模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter，简称MMC）在电网输电及海上风电接入等直流输电领域的快速发展应用，换流阀的运行可靠性和安全性显得尤为重要。换流阀作为柔性直流输电的核心装备，其会时刻遭受来自系统内外的冲击以及老化考验，轻者子模块旁路退出，重者换流阀故障系统跳闸。现有的对MMC换流阀的监测仅仅通过对阀基控制器下发的触发信号频率，以及IGBT开关状态的回馈信号的检测，但仅仅是常规量的一些监测并不能真实反映换流阀子模块器件的运行状态，对其健康评估不够准确和直观，对运行人员判断存在不便

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术通过对于MMC换流阀子模块运行状态的常规量进行检测，从而造成对MMC换流阀子模块健康评估不够准确及直观的缺陷，从而提供一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种MMC换流阀子模块在线监测方法，MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，在线监测方法包括：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

在一实施例中，开关模块由一个IGBT反并联一个二极管构成；各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度、IGBT参数、放电电阻温度及放电电阻参数。

在一实施例中，根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；根据桥臂电流及触发信号，计算得到IGBT及二极管的有效电流；根据桥臂电流、上桥臂IGBT集射极电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度及IGBT参数，计算得到开关模块结温；根据上桥臂IGBT集射极电压的变化、下桥臂IGBT集射极电压的变化，得到IGBT及二极管的开关频率；根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。

在一实施例中，根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；判断IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设IGBT有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设IGBT开关频率、预设二极管开关频率，当IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

在一实施例中，MMC换流阀子模块在线监测方法，还包括：当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。