一種直流輸電系統換流閥的控制方法及閥基電子設備的制造方法
【專利摘要】本發明的實施例提供一種直流輸電系統換流閥的控制方法及閥基電子設備，涉及電力系統高壓直流輸電領域，降低了直流電路發生換相失敗所引起的VBE的監視功能發生異常時，誤觸發跳閘信號所引起的直流閉鎖事件的發生概率。該方法包括：VBE監視換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息，根據該換流閥中晶閘管的運行狀態回報信息確定該換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作。
【專利說明】
一種直流輸電系統換流閥的控制方法及閥基電子設備
技術領域
[0001 ]本發明涉及電力系統高壓直流輸電領域，尤其涉及一種直流輸電系統換流閥的控制方法及閥基電子設備。
【背景技術】
[0002]隨著電力工業的快速發展，為了滿足西電東送、大容量輸電的要求，中國高壓直流輸電取得了迅猛的發展。直流輸電設備的研制成為國內研究熱點，直流輸電系統的成套設計及其控制保護系統設計與研制也有一定的進展。在直流輸電工程中，換流閥是實現交、直流變換的核心設備，而閥基電子設備(英文= Valve Base Electronics，簡稱VBE)是高壓直流輸電工程中專用于換流閥的驅動控制與保護的重要設備，用于實現換流閥中可控硅閥片的開關控制與運行監視，對換流閥的安全運行起到至關重要的作用。一般的，VBE的功能可以按照工作方式分為:換流閥的控制功能和監控功能。通常情況下，當VBE利用監控功能監控到換流閥無晶閘管冗余時，即監測到換流閥產生無回檢報警信號的晶閘管(即預定時間內未向VBE反饋運行狀態回報信號的晶閘管)個數達到3個時，VBE產生換流閥內無冗余報警信號，并在換流閥產生無回檢報警信號的晶閘管超過3個時觸發跳閘事件，導致直流閉鎖。
[0003]但是，發明人發現，換流閥中晶閘管在向VBE上報運行狀態回報信息之前的回報信息寫入過程中，若直流電路發生換相失敗，則可能會導致VBE的監視功能發生異常，從而誤報換流閥無晶閘管冗余出現，進而誤觸發跳閘信號，導致直流閉鎖事件(直流線路停運直流)的發生。

【發明內容】

[0004]本發明的實施例提供一種直流輸電系統換流閥的控制方法及閥基電子設備，降低了直流電路發生換相失敗所引起的VBE的監視功能發生異常時，誤觸發跳閘信號所引起的直流閉鎖事件的發生概率。
[0005]為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案:
[0006]第一方面，提供一種直流輸電系統換流閥的控制方法，應用于閥基電子設備VBE，所述VBE與極控系統相互通信，當所述級控系統檢測到所述直流輸電系統換相失敗時，所述方法包括:
[0007]所述VBE監視所述換流閥中晶閘管的運行狀態，接收所述晶閘管反饋的運行狀態回報信息；
[0008]根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0009]第二方面，提供一種VBE，其特征在于，所述VBE與極控系統相互通信，當所述級控系統檢測到所述直流輸電系統換相失敗時，其中:
[0010]監控模塊，用于監視所述換流閥中晶閘管的運行狀態，接收所述晶閘管反饋的運行狀態回報信息；
[0011]判定模塊，用于根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0012]本發明的實施例提供的直流輸電系統換流閥的控制方法及VBE，當與該VBE相互通信的級控系統檢測到直流輸電系統換相失敗時，該VBE監視換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息，根據該換流閥中晶閘管的運行狀態回報信息確定該換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作。由于現有的換流閥的運行狀態回報信息是按照換流閥閥段中晶閘管的個數N，每N晶閘管一組(對應一塊接收板)進行反饋，因此，當本方案將VBE判定是否觸發跳閘信號的觸發條件更改為判定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數后，便可在直流輸電系統換相失敗期間降低VBE誤觸發跳閘信號的概率。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發明實施例提供的一種直流輸電系統換流閥的控制系統的系統框圖；
[0015]圖2為本發明實施例提供的一種直流輸電系統換流閥的控制方法的流程示意圖；
[0016]圖3為本發明實施例提供的一種利用“換相失敗被檢測到”信號閉鎖VBE閥監視功能的方法的流程示意圖；
[0017]圖4為本發明實施例提供的一種VBE的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019]本發明實施例所提供的直流輸電系統換流閥的控制方法應用于直流輸電系統換流閥的控制系統，如圖1所示，該控制系統I包括極控系統11和與其相互通信的閥基電子設備12 (英文:Valve Base Electronics，簡稱VBE)，VBE12與極控系統11通過總線13進行通信，該VBE12為換流閥的閥基電子設備，專用于換流閥的驅動控制與保護。其中，上述的VBE12可以按照工作方式的不同劃分為兩個功能模塊，晶閘管監測模塊和晶閘管控制模塊，晶閘管控制模塊用于控制晶閘管導通，晶閘管監測模塊用于監控換流閥中各晶閘管的運行狀態回報信息的丟失、監控觸發控制信號、監控命令控制信號以及監控屏柜內部板卡狀態。然后根據這些監控到的狀態信號生成報警和跳閘信息，并將這些報警和跳閘信息經總線13發送到極控系統11中。此外，晶閘管監測系統的工作通常是根據外部控制信號的狀態進行激活或者閉鎖，如換流閥組充電信號、交流低電壓信號、投入緊急旁通對信號、閉鎖脈沖信號等，同時，由于VBE進行監測的判據是換流閥的控制信號和工作狀態信號，而不是電氣信號，因此，任何根據電氣量對換流閥進行的保護(如過流、過壓等)，均不在晶閘管監測系統中。換言之，任何過流過壓等電氣量的變化，與晶閘管監測系統動作與否，不存在邏輯性的關系。因此，在直流線路發生換相失敗期間閉鎖晶閘管監測系統，并不會造成換流閥在電氣量保護水平上的降低。
[0020]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，六和/或B，可以表示:單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符，一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。
[0021]基于圖1所示的控制系統系統框架圖，本發明實施例提供一種直流輸電系統換流閥的控制方法，本發明實施例主要針對級控系統檢測到直流輸電系統換相失敗的場景，如圖2所示，在該場景下該方法具體包括如下步驟:
[0022]201、VBE監視換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息。
[0023]202、VBE根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0024]—般的，一個換流閥通常包括6組共78個晶閘管，每13個晶閘管一組(對應連接一塊接收板)。因此，VBE可以根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于13，來判定是否指示極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0025]具體的，步驟202具體包括:
[0026]Al、當VBE根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，則VBE向極控系統發送請求跳閘指令，該指令用于指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0027]A2、當VBE根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數小于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，則不閉鎖該極控系統的跳閘操作。
[0028]示例性的，步驟202中VBE根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的過程具體包括如下內容:VBE根據晶閘管向VBE反饋運行狀態回報信息的時間信息，確定出換流閥中滿足預定條件的晶閘管。
[0029]其中，本實施例中滿足預定條件的晶閘管為在預定時間周期內未向VBE反饋運行狀態回報信息的晶閘管。例如，對于同一個位置的晶閘管，VBE連續三個周期沒有接收到其反饋運行狀態回報信息，則VBE產生該位置晶閘管的無回報報警信息。
[0030]本發明的實施例提供的直流輸電系統換流閥的控制方法，當與該VBE相互通信的級控系統檢測到直流輸電系統換相失敗時，該VBE監控換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息，根據該換流閥中晶閘管的運行狀態回報信息確定該換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作。由于現有的換流閥的運行狀態回報信息是按照換流閥閥段中晶閘管的個數N，每N晶閘管一組(對應一塊接收板)進行反饋，因此，當本方案將VBE判定是否觸發跳閘信號的觸發條件更改為判定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數后，便可在直流輸電系統換相失敗期間降低VBE誤觸發跳閘信號的概率。
[0031]可選的，為了進一步降低直流輸電系統換相失敗期間VBE誤觸發跳閘信號的概率，本實施例通過進行系統切換，將當前運行的控制系統切換至備用系統，利用備用系統重新檢測VBE是否滿足VBE跳閘條件，相當于延長了 VBE的跳閘信號的延時。
[0032]具體的，在步驟202之后，若VBE根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定VBE指示極控系統進行閉鎖跳閘操作之后，該方法還包括如下內容:
[0033]B1、當控制系統與備用系統正常工作時，將控制系統與備用系統進行切換，若切換后的備用系統的VBE判定備用系統的VBE指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作，則極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0034]此外，為了降低直流電路發生換相失敗所引起的VBE的監視功能發生異常時，誤觸發跳閘信號所引起的直流閉鎖事件的發生概率，本發明實施例還可以通過在直流電路發生換相失敗期間，閉鎖VBE的晶閘管監控功能，來避免換流閥的直流閉鎖事件的發生。
[0035]具體的，如圖3所示，利用“換相失敗被檢測到”信號閉鎖VBE閥監視功能的具體實現步驟包括如下內容:
[0036]Cl、VBE接收極控系統發送的換相失敗告警信號。
[0037]本實施例中的換相失敗告警信號是極控系統在檢測到直流輸電系統換相失敗時產生的。
[0038]C2、VBE根據換相失敗告警信號閉鎖VBE的晶閘管監控功能。
[0039]在現有技術中，極控系統通常通過監視交流母線相電壓是否低于設定的交流低電壓定值，來確定是否閉鎖VBE的晶閘管監控功能。但是，在實際應用中，直流電路中的直流極發生換相失敗并不一定會產生交流低電壓信號，即并不是每次換相失敗時交流低電壓條件滿足后，極控系統都會產生交流低電壓信號，進而閉鎖VBE的晶閘管監控功能。因此，一旦直流電路中的直流極發生換相失敗而導致VBE的監視功能發生異常時，若依據現有技術中“交流低電壓信號”來閉鎖VBE的監視功能，便有可能導致無法閉鎖VBE的監視功能，從而誤報換流閥無晶閘管冗余出現，誤觸發跳閘信號，導致直流閉鎖事件(直流線路停運直流)的發生。
[0040]因此，本發明通過在直流電路發生換相失敗時，便可將“換相失敗保護動作信號”與“交流電壓信號”進行和/或運算，送給VBE作為“交流低電壓信號”的輸出，從而在換相失敗發生期間，閉鎖VBE的“無回報自檢”、“保護性觸發自檢”、“丟控制脈沖自檢”、“光發射通道自檢”等功能。針對當前控制系統的狀況，這種狀況對于增加系統的可用性有利，并且對換流閥設備本身帶來的風險增加不大。
[0041]基于圖1所示的控制系統系統框架圖，本發明實施例提供一種VBE，本發明實施例主要針對級控系統檢測到直流輸電系統換相失敗的場景，具體的，本發明中的VBE3包括監控模塊31和判定模塊32，其中:
[0042]監控模塊31，用于監視換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息。
[0043]判定模塊32，還用于根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示極控系統進行閉鎖跳閘操作。
[0044]示例性的，上述的換流閥的一個閥段的晶閘管的個數等于13，S卩VBE12，還用于根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于13，來判定是否指示極控系統進行閉鎖跳閘操作
[0045]可選的，判定模塊32在根據晶閘管的運行狀態回報信息確定換流閥中滿足預定條件的晶閘管時具體用于:
[0046]根據晶閘管向VBE反饋運行狀態回報信息的時間信息，確定出換流閥中滿足預定條件的晶閘管;其中，上述的滿足預定條件的晶閘管為在預定時間周期內未向VBE反饋運行狀態回報信息的晶閘管。
[0047]可選的，VBE3，還包括接收模塊33，其中:
[0048]接收模塊33，還用于接收極控系統發送的換相失敗告警信號，該換相失敗告警信號是極控系統在檢測到直流輸電系統換相失敗時產生的，根據換相失敗告警信號閉鎖VBE的晶閘管監控功能。
[0049]本發明的實施例提供的VBE，當與該VBE相互通信的級控系統檢測到直流輸電系統換相失敗時，該VBE監控換流閥中晶閘管的運行狀態，接收晶閘管反饋的運行狀態回報信息，根據該換流閥中晶閘管的運行狀態回報信息確定該換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示該極控系統進行閉鎖跳閘操作。由于現有的換流閥的運行狀態回報信息是按照換流閥閥段中晶閘管的個數N，每N晶閘管一組(對應一塊接收板)進行反饋，因此，當本方案將VBE判定是否觸發跳閘信號的觸發條件更改為判定換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于換流閥的一個閥段的晶閘管的個數后，便可在直流輸電系統換相失敗期間降低VBE誤觸發跳閘信號的概率。
[0050]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種直流輸電系統換流閥的控制方法，其特征在于，應用于閥基電子設備VBE，所述VBE與極控系統相互通信，當所述極控系統檢測到所述直流輸電系統換相失敗時，所述方法包括: 所述VBE監視所述換流閥中晶閘管的運行狀態，接收所述晶閘管反饋的運行狀態回報信息； 根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數是否大于所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數等于13。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管具體包括: 根據所述晶閘管向所述VBE反饋運行狀態回報信息的時間信息，確定出所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管;其中，所述滿足預定條件的晶閘管為在預定時間周期內未向所述VBE反饋運行狀態回報信息的晶閘管。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 接收所述極控系統發送的換相失敗告警信號，所述換相失敗告警信號是所述極控系統在檢測到所述直流輸電系統換相失敗時產生的； 根據所述換相失敗告警信號閉鎖所述VBE的晶閘管監控功能。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，若所述VBE判定所述VBE指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作之后，所述方法還包括: 當所述VBE所處的控制系統與所述備用系統正常工作時，將所述控制系統與所述備用系統進行切換，若切換后的備用系統的VBE判定備用系統的VBE指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作，則所述極控系統進行閉鎖跳閘操作。6.一種閥基電子設備VBE，其特征在于，所述VBE與極控系統相互通信，當所述級控系統檢測到所述直流輸電系統換相失敗時，其中: 監控模塊，用于監視所述換流閥中晶閘管的運行狀態，接收所述晶閘管反饋的運行狀態回報信息； 判定模塊，用于根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管的個數大于所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數，來判定是否指示所述極控系統進行閉鎖跳閘操作。7.根據權利要求6所述的VBE，其特征在于，所述換流閥的一個閥段的晶閘管的個數等于13。8.根據權利要求6或7所述的VBE，其特征在于，所述判定模塊在根據所述晶閘管的運行狀態回報信息確定所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管時具體用于: 根據所述晶閘管向所述VBE反饋運行狀態回報信息的時間信息，確定出所述換流閥中滿足預定條件的晶閘管;其中，所述滿足預定條件的晶閘管為在預定時間周期內未向所述VBE反饋運行狀態回報信息的晶閘管。9.根據權利要求6所述的VBE，其特征在于，所述VBE，還包括接收模塊，其中: 所述接收模塊，用于接收所述極控系統發送的換相失敗告警信號，所述換相失敗告警信號是所述極控系統在檢測到所述直流輸電系統換相失敗時產生的，根據所述換相失敗告警信號閉鎖所述VBE的晶閘管監控功能。
【文檔編號】H02J1/00GK105826913SQ201610286424
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】鐘澎, 黃瑩, 李明
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心