[发明专利]一种柔直换流阀光触发板及触发脉冲信号冗余方法

说明书

本发明属于柔性直流输电技术领域，公开了一种柔直换流阀光触发板及触发脉冲信号冗余方法，包括至少两个第一FPGA组件、第二FPGA组件、仲裁开关和若干光口；第一FPGA组件包括第一FPGA、第一电源和第一晶振；第二FPGA组件包括第二FPGA、至少两个第二电源和至少两个第二晶振；第一电源和第一晶振与第一FPGA连接，第二电源和第二晶振与第二FPGA连接，所有第一FPGA均与第二FPGA连接，所有第一FPGA和第二FPGA均与仲裁开关连接。将两个第一FPGA组件和一个第二FPGA组件集成在一个板卡上，基于仲裁开关，在一个板卡上实现触发脉冲信号的冗余，第二FPGA组件至少包括两个第二电源和两个第二晶振，使得电路中任意一个晶振、电源或第一FPGA的损坏均不影响光触发板的继续工作，提高系统的可靠性。

技术领域

本发明属于柔性直流输电技术领域，涉及一种柔直换流阀光触发板及触发脉冲信号冗余方法。

背景技术

柔性直流输电技术是一种以全控型电力电子器件、电压源换流器和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。1990年，加拿大的Boon-TeckOoi等人首次提出了基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)，称之为柔性直流输电技术。1997年世界上第一个柔性直流输电实验性工程——工程(10kV，3MW)建成投运。2001年德国学者Rainer Marquardt提出了基于模块化多电平换流器技术。2010年，世界首个基于模块化多电平换流器的柔性直流输电工程——Trans Bay Cable工程(±200kV，400MW)建成投运。较之常规直流，柔性直流输电系统具有无换相失败、有功功率和无功功率可独立调节控制、谐波水平低、占地面积小、有利于构建多端直流系统等优势，适用于可再生能源大规模并网、大型电网异步互联、向无源网络供电等领域。随着大功率全控型电力电子器件技术参数的不断提高，柔性直流输电技术在高电压、大容量输电工程方面的示范应用将会进一步加快。在世界范围内，柔性直流输电每年的市场规模达数百亿元，而且呈递增趋势，市场前景广阔。

柔性直流输电换流阀是柔性直流输电的核心装置，而阀控是柔直换流阀的“大脑”，其运行正常与否直接关系到柔直换流阀的安全稳定运行，因此，在阀控工程设计时都要求换流阀阀控采用冗余配置方案。目前阀控冗余设计主要采用装置级冗余的方法。参见图1，阀控中的换流阀控制保护装置采用A、B两套完全相同的装置实现冗余配置方案，一般认为与换流阀直接相连的光纤分配屏的光触发板是无法在单个板卡上冗余的，通常采用两块相同的触发板卡发送相同的光信号的方式来实现冗余。

但是，采用两块相同的触发板卡发送相同的光信号的方式来实现冗余，会导致两块触发板卡只能以脉冲的方式向外发送相同的信号，不能用于发送对时间同步要求严格的协议信号。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种柔直换流阀光触发板及触发脉冲信号冗余方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种柔直换流阀光触发板，包括至少两个第一FPGA组件、第二FPGA组件、仲裁开关和若干光口；第一FPGA组件包括第一FPGA、第一电源和第一晶振；第二FPGA组件包括第二FPGA、至少两个第二电源和至少两个第二晶振；第一FPGA上设置第一电源接口、第一时钟接口、第一脉冲输出接口、生命信号输出接口和用于连接上级板卡的板卡接口，第一电源接口和第一时钟接口分别连接第一电源和第一晶振；第二FPGA上设置生命信号输入接口、仲裁信号输出接口、若干第二电源接口和若干第二时钟接口；第二电源接口与第二电源一一对应连接，第二时钟接口与第二晶振一一对应连接，生命信号输入接口连接生命信号输出接口；仲裁开关上设置若干脉冲输入接口、仲裁信号输入接口和若干与光口一一对应连接的第二脉冲输出接口；脉冲输入接口与第一脉冲输出接口一一对应连接，仲裁信号输入接口与仲裁信号输出接口连接。

本发明进一步的改进在于：

所述第一FPGA组件的数量为两个。