[发明专利]多电平换流器系统子模块控制器自动学习地址的方法

说明书

本申请提供一种多电平换流器系统子模块控制器自动学习地址的方法，所述多电平换流器系统包括阀基控制器与相互通信连接的N个子模块控制器，N为正整数，对于所述N个子模块控制器中任一个子模块控制器，所述方法包括：接收地址学习命令帧，所述地址学习命令帧包括地址信息，保存所述地址信息；根据通信连接的其他子模块控制器的地址信息修改所述地址学习命令帧，并向通信连接的其他子模块控制器转发修改地址信息后的地址学习命令帧；向通信连接的所述阀基控制器和其他子模块控制器发送地址学习确认帧。

技术领域

本申请涉及多电平换流器控制系统通信技术领域，具体而言，涉及一种多电平换流器系统子模块控制器自动学习地址的方法。

背景技术

随着碳中和、碳达峰的工作进程深入，各类新能源需要接入电网，以模块化多电平换流器系统为主要解决方案的柔性直流输电系统获得越来越广泛的应用。目前，高压柔性直流输电系统因其独特的优势，更加适用于长距离输电、风电并网、海底输电等应用场合。

模块化多电平换流器系统包括阀基控制器(ValveBasedController，VBC)和子模块控制器(Sub-moduleController，SMC)。其中，阀基控制器为主控设备，子模块控制器为执行机构。系统电压等级越高，子模块控制器数量越多。为了获取更好的谐波特性，并为系统提供足够的冗余度，换流器一般由多个子模块控制器级联构成。目前在实际工程项目中，单桥臂子模块控制器数量最多的已经超过500，三相六个桥臂的子模块控制器数量则更加庞大。在实际的多电平换流器控制系统中正常运行过程中，阀基控制器需要通过通信网络与所有的子模块控制器进行通信，由于每个子模块控制器具有相同的硬件与软件配置，因此需要为每个子模块控制器分配可区分的地址，使阀基控制器可以识别每个子模块控制器并实施独立控制。

当前主要有两种方式实现为子模块控制器分配地址：

方式一：按物理通信端口顺序编址。阀基控制设备与子模块控制器采用点对点方式通信，以阀基控制设备与子模块控制器实现通信的端口序号为子模块控制器地址。阀基控制设备的通信端口数量与子模块控制器数量相同，会带来显著的硬件设计困难以及散热问题，因此经常会增加通信数据分发的装置层级，造成层级复杂，控制延时增加。

方式二：根据子模块控制器在通信网络中的位置，离线为子模块控制器分配地址，并将地址写入子模块控制器内部的非易失性存储器中。这种方式会导致巨大的工作量，且不能避免操作出错的风险。部分应用场景下，子模块控制器安装在阀塔上，若采用人工操作的方式，需要高空作业，存在人身安全事故的隐患。

综上所述，在多电平换流器系统中，缺乏一种简单、高效通信网络中子模块控制器分配地址的方法，并且可以兼顾时间效率和安全性，不受子模块控制器数量的限制。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请旨在提供一种多电平换流器子模块控制器地址的在线分配方法，应用于模块化多电平换流器控制系统通信网络中。

根据本申请的一方面，提出一种多电平换流器系统子模块控制器自动学习地址的方法，所述多电平换流器系统包括阀基控制器与相互通信连接的N个子模块控制器，N为正整数，对于所述N个子模块控制器中任一个子模块控制器，所述方法包括：

接收地址学习命令帧，所述地址学习命令帧包括地址信息，保存所述地址信息；

根据通信连接的其他子模块控制器的地址信息修改所述地址学习命令帧，并向通信连接的其他子模块控制器转发修改地址信息后的地址学习命令帧；

向通信连接的所述阀基控制器和其他子模块控制器发送地址学习确认帧。

根据一些实施例，所述N个子模块控制器组成矩形网络拓扑，水平方向称为X方向，垂直方向称为Y方向；