專利名稱：一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及順控流程，具體地講，涉及控制設(shè)備順控流程。
背景技術(shù)：
模塊化多電平式柔性直流輸電系統(tǒng)中各個由IGBT及其驅(qū)動電路板，保護(hù)用晶閘管及其驅(qū)動電路板，子模塊中央控制板，電容等組成的子模塊結(jié)構(gòu)與常規(guī)直流系統(tǒng)中晶閘管及其驅(qū)動電路組成的結(jié)構(gòu)相比更為復(fù)雜。每個子模塊的中央控制板、IGBT驅(qū)動電路板以及保護(hù)用晶閘管驅(qū)動電路板都需要從該子模塊的電容器上進(jìn)行高電位取能，SMC對子模塊上電檢測過程復(fù)雜，如果各個子模塊在啟動充電時間過長，各個子模塊電容器將存在均壓問題；并且由于柔性直流輸電系統(tǒng)中各個以IGBT為核心的子模塊需要相互獨立的實時控制觸發(fā)和關(guān)斷，增加了 PCP及VBC的控制及檢測的難度；因此需要一個模塊化多電平式柔性直流輸電系統(tǒng)中控制設(shè)備順控流程來滿足該系統(tǒng)各級控制設(shè)備在啟動過程中的時序配合要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，該流程滿足該系統(tǒng)各級控制設(shè)備在啟動過程中的時序配合要求。本發(fā)明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其改進(jìn)之處在于所述順控流程采用上級控制保護(hù)設(shè)備PCP、閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板 SMC三級控制設(shè)備，各級控制設(shè)備間均采用光通信，逐級根據(jù)接收到的控制命令和狀態(tài)信息，產(chǎn)生并下發(fā)各級控制命令，同時，向上級控制設(shè)備上報本級控制設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)和產(chǎn)生的請求信息，以及接收到的下級設(shè)備上傳的當(dāng)前狀態(tài)和請求信息。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述上級控制保護(hù)設(shè)備PCP與閥基控制設(shè)備VBC之間通過高速同步串行光通道連結(jié)，所述閥基控制設(shè)備VBC與子模塊中央控制板SMC之間通過異步串行光通道連結(jié)。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述高速同步串行光通道數(shù)量為8條、帶寬為14M。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述異步串行光通道數(shù)量為208條、帶寬為5M。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，上級控制保護(hù)設(shè)備PCP、閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板SMC相互間的協(xié)作包括PCP單元上電、VBC單元上電和合功率主閘電容充電三個過程。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述PCP單元上電過程為PCP控制單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)應(yīng)是
DPCP單元上電后默 認(rèn)為TRIP狀態(tài)，等待VBC單元上電后故障清除；2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送兩路Active信號，兩路Active信號內(nèi)容為一主一從；3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送Lock閉鎖和 Charg_on啟動充電信號，即將HDLC通信內(nèi)容中這兩位置位；當(dāng)PCP單元為TRIP狀態(tài)時，等待VBC單元上電，當(dāng)PCP單元收到VBC單元發(fā)來的 VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩(wěn)定一段時間之后，認(rèn)定VBC單元上電正常， PCP單元退出TRIP狀態(tài)，然后合功率主閘。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述VBC單元上電過程為VBC單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)DVBC單元上電默認(rèn)Lock和Chg_on信號為有效，即上電后停留在Lock和Charg_ on狀態(tài)，這樣當(dāng)收到PCP單元發(fā)來的Lock和Charg_0n信號后，能夠與VBC自身上電狀態(tài)相吻合；2) VBC的各個單元上電自檢成功后清除向PCP發(fā)送的VBC_Trip信號。此時默認(rèn) SMC單元處于通信故障狀態(tài)，繼續(xù)向PCP發(fā)送VBC_ALARM置位信號；3)由于VBC單元上電默認(rèn)為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續(xù)向SMC單元下發(fā)閉鎖命令；當(dāng)SMC單元上電后，且SMC單元取能電源不欠壓后，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發(fā)送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發(fā)生在合功率主閘之后。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，所述合功率主閘電容充電過程為1)當(dāng)PCP單元接收到VBC單元發(fā)來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零， 且穩(wěn)定一段時間之后，執(zhí)行合功率主閘操作；2)合閘60秒后，60秒后確保SMC啟動并不欠壓，VBC發(fā)現(xiàn)SMC通信正常且不欠壓， 清除VBC_ALARM信號；3)當(dāng)PCP單元發(fā)現(xiàn)VBC_ALARM被清除，并且上傳的橋臂電壓和正確后，切充電電阻，穩(wěn)定后，再清除Charg_0n信號；維持下發(fā)Lock至VBC，結(jié)束Charg_0n狀態(tài)；4)PCP單元判斷電容充電結(jié)束后決定進(jìn)入正常運行流程。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程具有以下優(yōu)點1.通過最少數(shù)量的控制設(shè)備接口信號，完成了模塊化多電平式柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備啟動順控流程。2.在啟動過程中，能夠使各級控制設(shè)備，得到逐步配合實現(xiàn)的最簡的必要的上電后的自檢功能。3.各級設(shè)備間啟動時通過最簡單的信號配合邏輯完成系統(tǒng)啟動時子模塊電容分步充電方式的功能需求。4.當(dāng)啟動過程中，個別子模塊由于故障不能正常帶電時，閥基控制設(shè)備會主動對其檢測，并申請停運，系統(tǒng)將終止本次啟動，從而使系統(tǒng)得到有效地保護(hù)。


圖1是本發(fā) 明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)級控制保護(hù)設(shè)備PCP、 閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程的系統(tǒng)啟動順序控制流程圖；圖3是本發(fā)明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程的參與啟動過程的信號時序圖。
具體實施例方式以下通過附圖及實施例對本發(fā)明提供的一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程做進(jìn)一步更詳細(xì)的說明；實施例1本實施例的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，采用上級控制保護(hù)設(shè)備PCP，閥基控制設(shè)備VBC，子模塊中央控制板SMC，如附圖1所示各級控制設(shè)備，逐級根據(jù)接收到的控制命令和狀態(tài)信息，產(chǎn)生并下發(fā)各級控制命令。同時，向上級控制設(shè)備上報本級控制設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)和產(chǎn)生的請求信息，以及接收到的下級設(shè)備上傳的當(dāng)前狀態(tài)和請求
fn息οl.PCP單元上電PCP控制單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)應(yīng)是(I)PCP單元上電后默認(rèn)為TRIP狀態(tài)，等待VBC單元上電后故障清除。(2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送兩路Active信號，兩路Active信號內(nèi)容為一主一從。(3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送Lock閉鎖和 Charg_on啟動充電信號，即將HDLC通信內(nèi)容中這兩位置位。當(dāng)PCP單元為TRIP狀態(tài)時，等待VBC單元上電，當(dāng)PCP單元收到VBC單元發(fā)來的 VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩(wěn)定一段時間之后，認(rèn)定VBC單元上電正常， PCP單元退出TRIP狀態(tài)，然后合功率主閘。2. VBC單元上電VBC單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)(1) VBC單元上電默認(rèn)Lock和Chg_on信號為有效，即上電后停留在Lock和Charg_ on狀態(tài)。這樣當(dāng)收到PCP單元發(fā)來的Lock和Charg_0n信號后，能夠與VBC自身上電狀態(tài)相吻合。(2) VBC的各個單元上電自檢成功后清除向PCP發(fā)送的VBC_Trip信號。此時默認(rèn) SMC單元處于通信故障狀態(tài)，繼續(xù)向PCP發(fā)送VBC_ALARM置位信號。(3)由于VBC單元上電默認(rèn)為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續(xù)向SMC單元下發(fā)閉鎖命令，當(dāng)SMC單元上電后，且SMC單元取能電源不欠壓后，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發(fā)送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發(fā)生在合功率主閘之后。
3.合功率主閘電容充電 (1)當(dāng)PCP單元接收到VBC單元發(fā)來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零， 且穩(wěn)定一段時間之后，執(zhí)行合功率主閘操作。(2)合閘60秒后(60秒后確保SMC啟動并不欠壓)，VBC發(fā)現(xiàn)SMC通信正常且不欠壓，清除VBC_ALARM信號。(3)當(dāng)PCP單元發(fā)現(xiàn)VBC_ALARM被清除，并且上傳的橋臂電壓和正確后，切充電電阻，穩(wěn)定后，再清除Charg_0n信號。維持下發(fā)Lock至VBC，結(jié)束Charg_0n狀態(tài)。(4)PCP單元判斷電容充電結(jié)束后決定進(jìn)入正常運行流程。整個系統(tǒng)控制設(shè)備啟動過程的流程圖如附圖2所示，參與啟動順控流程的各級控制設(shè)備接口信號時序圖如附圖 3所示。以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管本領(lǐng)域的技術(shù)人員閱讀本申請后，參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行種種修改或變更，但這些修改或變更，均在申請待批本發(fā)明的權(quán)利申請要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述順控流程采用上級控制保護(hù)設(shè)備PCP、閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設(shè)備，各級控制設(shè)備間均采用光通信，逐級根據(jù)接收到的控制命令和狀態(tài)信息，產(chǎn)生并下發(fā)各級控制命令，同時，向上級控制設(shè)備上報本級控制設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)和產(chǎn)生的請求信息，以及接收到的下級設(shè)備上傳的當(dāng)前狀態(tài)和請求信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述上級控制保護(hù)設(shè)備PCP與閥基控制設(shè)備VBC之間通過高速同步串行光通道連結(jié)， 所述閥基控制設(shè)備VBC與子模塊中央控制板SMC之間通過異步串行光通道連結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述高速同步串行光通道數(shù)量為8條、帶寬為14M。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述異步串行光通道數(shù)量為208條、帶寬為5M。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于上級控制保護(hù)設(shè)備PCP、閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板SMC相互間的協(xié)作包括 PCP單元上電、VBC單元上電和合功率主閘電容充電三個過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述PCP單元上電過程為PCP控制單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)應(yīng)是DPCP單元上電后默認(rèn)為TRIP狀態(tài)，等待VBC單元上電后故障清除；2)通過兩路單獨的光通信線路向VBC單元的兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送兩路 Active信號，兩路Active信號內(nèi)容為一主一從；3)通過兩路HDLC通信線路向兩個電流平衡控制機箱主控板發(fā)送Lock閉鎖和Charg_ on啟動充電信號，即將HDLC通信內(nèi)容中這兩位置位；當(dāng)PCP單元為TRIP狀態(tài)時，等待VBC單元上電，當(dāng)PCP單元收到VBC單元發(fā)來的VBC_ ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩(wěn)定一段時間之后，認(rèn)定VBC單元上電正常，PCP單元退出TRIP狀態(tài)，然后合功率主閘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述VBC單元上電過程為VBC單元上電默認(rèn)起始狀態(tài)1)VBC單元上電默認(rèn)Lock和Charg_on信號為有效，即上電后停留在Lock和Charg_on 狀態(tài)，這樣當(dāng)收到PCP單元發(fā)來的Lock和Charg_0n信號后，能夠與VBC自身上電狀態(tài)相吻合；2)VBC的各個單元上電自檢成功后清除向PCP發(fā)送的VBC_Trip信號；此時默認(rèn)SMC單元處于通信故障狀態(tài)，繼續(xù)向PCP發(fā)送VBC_ALARM置位信號；3)由于VBC單元上電默認(rèn)為LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC單元會持續(xù)向 SMC單元下發(fā)閉鎖命令；當(dāng)SMC單元上電后，且SMC單元取能電源不欠壓后，即SMC單元故障清除，VBC單元再向PCP單元發(fā)送清除VBC_ALARM信號，此動作必然發(fā)生在合功率主閘之后。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其特征在于所述合功率主閘電容充電過程為 1)當(dāng)PCP單元接收到VBC單元發(fā)來的VBC_ALARM信號置位，VBC_TRIP信號清零，且穩(wěn)定一段時間之后，執(zhí)行合功率主閘操作；2)合閘60秒后，60秒后確保SMC啟動并不欠壓，VBC發(fā)現(xiàn)SMC通信正常且不欠壓，清除 VBC_ALARM 信號；3)當(dāng)PCP單元發(fā)現(xiàn)VBC_ALARM被清除，并且上傳的橋臂電壓和正確后，切充電電阻，穩(wěn)定后，再清除Charg_0n信號；維持下發(fā)Lock至VBC，結(jié)束Charg_0n狀態(tài)；4)PCP單元判斷電容充電結(jié)束后決定進(jìn)入正常運行流程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)控制設(shè)備順控流程，其改進(jìn)之處在于所述順控流程采用上級控制保護(hù)設(shè)備PCP、閥基控制設(shè)備VBC和子模塊中央控制板SMC三級控制設(shè)備，各級控制設(shè)備間均采用光通信，逐級根據(jù)接收到的控制命令和狀態(tài)信息，產(chǎn)生并下發(fā)各級控制命令，同時，向上級控制設(shè)備上報本級控制設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)和產(chǎn)生的請求信息，以及接收到的下級設(shè)備上傳的當(dāng)前狀態(tài)和請求信息；該流程滿足該系統(tǒng)各級控制設(shè)備在啟動過程中的時序配合要求。
文檔編號H02J1/00GK102222901SQ20111016198
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者楊岳峰, 王韌秋, 賀之淵, 高陽 申請人:中國電力科學(xué)研究院