一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法技术方案

本发明专利技术提供一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法，所述的三取二保护拓扑结构包括三个阀控保护装置和两个阀控装置；所述的三个阀控保护装置分别为第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套；所述的两个阀控装置分别为第一阀控A套和第二阀控B套。采用了三取二的保护方法，用三套阀控保护装置对两套互为冗余的阀控装置进行保护，如果要有保护动作输出，则需要三套阀控保护装置A、B、C中至少同时有两套发出了保护请求，此保护结构及方法用三取二的高可靠性模型代替了原来的二取一的保护方法，大大提高了换流阀保护的计算、管理的可靠性。

A three fetching two protection topology and method for a flexible DC system converter valve

The topological structure and method of two out of three to protect the invention provides a flexible HVDC converter valve, three out of two protection topology comprises a control device three valve control protection device and two valve valve three; the control protection device according to the first control valve and second valve protection A the B control protection sleeve, third valve protection C two valve set; the control device is respectively set the first control B valve control valve and second sets of A. The three protection methods two, three sets of valve control protection device on two sets of mutually redundant protection valve control device, if you want to have protection action output, requires at least three sets of valve control protection device A, B, C in two issued a request for protection, the protection structure and methods three high reliability model two instead of a two protection method of the original, greatly improving the reliability and valve protection management.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法
本专利技术涉及柔性直流输电系统的换流阀保护
，特别涉及一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法。
技术介绍
柔性直流系统属于复杂的控制保护系统，考虑到系统的灵活、可靠、实时性，站内控制保护系统实行分层模式，目前柔直换流站可划分为：系统/换流站级控制保护、换流器级控制保护、换流器阀级控制保护和子模块级控制保护这四个层级。系统/换流站级负责直流系统的注入功率、运行模式、启停等控制保护；换流器级负责接收站级的有功无功参考值后，根据自身控制算法、保护逻辑转换成调制比及移相角下发给换流器阀级控制；换流器阀级控制保护系统主要负责接收到换流器指令，根据换流阀状态进行子模块的触发、监控及保护，是换流站的核心，其性能的优劣直接决定换流阀及整体系统的安全可靠性。目前换流器阀级(以下简称换流阀)保护一般采取的是直接在换流器中加入负责保护的硬件及算法，没有单独的保护设备，因为换流阀工作在高速运行状态，每个控制周期可做到几十微秒级别，所以可以实现对阀的快速有效保护。这样根据工程配置，在有阀控冗余设备(A、B套主从冗余)时，有互为备份的两套换流阀保护系统，因无阀控冗余应用情况很少，所以也很少出现一套保护系统无备份的情况，可以满足基本的保护需求。随着换流阀规模的不断提升及柔直系统容量的加大，阀控保护系统可靠性的要求在不断提升，对于有两套阀控保护的阀控系统，其可靠性已经不能满足阀控保护的高可靠性要求。如两套阀控保护都故障退出时，换流阀虽然工作正常但只能因无保护运行而推出，造成换流站停机损失；因阀控保护和阀控装置共用电源及机箱，如果因阀控故障，设备内的保护也相应退出，更严重的是当阀控故障无法进行跳闸输出或功率单元闭锁，则换流阀会工作在无保护的状态，情况将更加危险。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所述问题，本专利技术提供一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法，采用了三取二的保护方法，用三套阀控保护装置对两套互为冗余的阀控装置进行保护，如果要有保护动作输出，则需要三套阀控保护装置A、B、C中至少同时有两套发出了保护请求，此保护结构及方法用三取二的高可靠性模型代替了原来的二取一的保护方法，大大提高了换流阀保护的计算、管理的可靠性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，是由MMC柔性直流输电系统中的阀控保护装置和阀控装置组成的拓扑结构。所述的三取二保护拓扑结构包括三个阀控保护装置和两个阀控装置；所述的三个阀控保护装置分别为第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套；所述的两个阀控装置分别为第一阀控A套和第二阀控B套。所述的第一阀控保护A套通过双向高速通讯光纤AA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤AB与第二阀控B套相连接；第二阀控保护B套通过双向高速通讯光纤BA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤BB与第二阀控B套相连接；第三阀控保护C套通过双向高速通讯光纤CA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤CB与第二阀控B套相连接。所述的第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套还共同连接了一个显示操作终端。所述的第一阀控A套和第二阀控B套互为热冗余。采用一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构的换流阀的三取二保护方法，包括两套阀控装置接收三套阀控保护装置的保护信号的三取二保护判断方法和两套阀控装置内部的三取二保护判断方法。所述的两套阀控装置接收三套阀控保护装置的保护信号的三取二保护判断方法为：如果要有保护动作输出，则需要阀控保护装置A、B、C三套设备中至少同时有两套发出了保护请求，另执行保护输出的是保护时刻值班信号为主控的阀控设备，值班信号为备用的阀控设备只能通过主控设备发出阀控保护输出。所述的两套阀控装置内部的三取二保护判断方法包括如下步骤：步骤一、在阀控A、B套的接口箱中分别添加保护接收组件A2和保护接收组件B2；步骤二、三套阀控保护装置输出除了分别连接到A、B套阀控的保护接收组件外，还同时连接到保护接收组件A2、B2，保护接收组件A和保护接收组件A2间有通讯连接，保护接收组件B和保护接收组件B2间也有通讯连接；步骤三、每组阀控的保护接收组件分别连接自身阀控的跳闸出口，阀控设备内的保护接收组件A、保护接收组件B分别和脉冲分配设备有通讯连接，三套阀控保护装置分别和脉冲分配设备中的保护接收组件也有通讯连接；步骤四、保护接收组件A、B、A2、B2采用三取二判断逻辑进行判断。所述的步骤四具体为：保护组件A、B动作输出分别还接到阀控A套和B套的跳闸出口及脉冲分配设备，保护组件A2和保护组件B2的输出只接A套和B套的跳闸出口；每套阀控中的两个保护组件如保护组件A、A2互相通讯，保证同一时间只有一个跳闸命令输出给跳闸出口；A、B两套阀控中值班信号为主控的阀控进行跳闸输出，值班信号为备用的阀控只能通过主控设备的跳闸出口输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构及方法，采用了三取二的保护方法，用三套阀控保护装置对两套互为冗余的阀控装置进行保护，如果要有保护动作输出，则需要保护设备A、B、C三套设备中至少同时有两套发出了保护请求，另执行保护输出的是保护时刻值班信号为主控的阀控设备，值班信号为备用的阀控设备只能通过主控设备发出阀控保护输出。此保护方法用三取二的高可靠性模型代替了原来的二取一的保护方法，大大提高了阀保护的计算、管理的可靠性。附图说明图1为本专利技术的一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构图；图2为本专利技术实施例提供的阀控保护装置结构图；图3为本专利技术实施例提供的阀控保护装置中的保护计算组件电路结构图；图4为本专利技术实施例提供的阀控保护装置中的保护管理组件电路结构图；图5为采用本专利技术的三取二阀控保护方法流程图；图6为采用本专利技术的阀控装置内部的三取二保护拓扑结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术提供的具体实施方式进行详细说明。如图1所示，一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，是由MMC柔性直流输电系统中的阀控保护装置和阀控装置组成的拓扑结构。所述的三取二保护拓扑结构包括三个阀控保护装置和两个阀控装置；所述的三个阀控保护装置分别为第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套；所述的两个阀控装置分别为第一阀控A套和第二阀控B套。所述的第一阀控保护A套通过双向高速通讯光纤AA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤AB与第二阀控B套相连接；第二阀控保护B套通过双向高速通讯光纤BA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤BB与第二阀控B套相连接；第三阀控保护C套通过双向高速通讯光纤CA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤CB与第二阀控B套相连接。所述的第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套还共同连接了一个显示操作终端。所述的第一阀控A套和第二阀控B套互为热冗余。所述的阀控装置的第一阀控A套和第二阀控B套为现有技术中的MMC柔性直流输电系统中使用的阀控装置。MMC柔性直流输电系统中使用的阀控装置硬件结构已经公开，这里不做过多叙述。所述的阀控保护装置第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套还可以采用如图2-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，是由MMC柔性直流输电系统中的阀控保护装置和阀控装置组成的拓扑结构；其特征在于，所述的三取二保护拓扑结构包括三个阀控保护装置和两个阀控装置；所述的三个阀控保护装置分别为第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套；所述的两个阀控装置分别为第一阀控A套和第二阀控B套；所述的第一阀控保护A套通过双向高速通讯光纤AA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤AB与第二阀控B套相连接；第二阀控保护B套通过双向高速通讯光纤BA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤BB与第二阀控B套相连接；第三阀控保护C套通过双向高速通讯光纤CA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤CB与第二阀控B套相连接。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，是由MMC柔性直流输电系统中的阀控保护装置和阀控装置组成的拓扑结构；其特征在于，所述的三取二保护拓扑结构包括三个阀控保护装置和两个阀控装置；所述的三个阀控保护装置分别为第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套；所述的两个阀控装置分别为第一阀控A套和第二阀控B套；所述的第一阀控保护A套通过双向高速通讯光纤AA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤AB与第二阀控B套相连接；第二阀控保护B套通过双向高速通讯光纤BA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤BB与第二阀控B套相连接；第三阀控保护C套通过双向高速通讯光纤CA与第一阀控A套相连接，通过双向高速通讯光纤CB与第二阀控B套相连接。2.根据权利要求1所述的一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，其特征在于，所述的第一阀控保护A套、第二阀控保护B套、第三阀控保护C套还共同连接了一个显示操作终端。3.根据权利要求1所述的一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构，其特征在于，所述的第一阀控A套和第二阀控B套互为热冗余。4.采用权利要求1所述的一种柔性直流系统换流阀的三取二保护拓扑结构的换流阀的三取二保护方法，其特征在于，包括两套阀控装置接收三套阀控保护装置的保护信号的三取二保护判断方法和两套阀控装置内部的三取二保护判断方法。5.根据权利要求4所述的换流阀的三取二保护方法，其特征在于，所述的两套阀控装置接收三套阀控保护装置的保护信号的三取二保护判断方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，陈明洁，王健，张磊，
申请(专利权)人：荣信汇科电气技术有限责任公司，南方电网科学研究院有限责任公司，梦网荣信科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21