一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统，方法包括：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。本发明专利技术对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测MMC换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统
本专利技术涉及电气
，具体涉及一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统。
技术介绍
随着模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，简称MMC)在电网输电及海上风电接入等直流输电领域的快速发展应用，换流阀的运行可靠性和安全性显得尤为重要。换流阀作为柔性直流输电的核心装备，其会时刻遭受来自系统内外的冲击以及老化考验，轻者子模块旁路退出，重者换流阀故障系统跳闸。现有的对MMC换流阀的监测仅仅通过对阀基控制器下发的触发信号频率，以及IGBT开关状态的回馈信号的检测，但仅仅是常规量的一些监测并不能真实反映换流阀子模块器件的运行状态，对其健康评估不够准确和直观，对运行人员判断存在不便
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术通过对于MMC换流阀子模块运行状态的常规量进行检测，从而造成对MMC换流阀子模块健康评估不够准确及直观的缺陷，从而提供一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种MMC换流阀子模块在线监测方法，MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，在线监测方法包括：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。在一实施例中，开关模块由一个IGBT反并联一个二极管构成；各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度、IGBT参数、放电电阻温度及放电电阻参数。在一实施例中，根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；根据桥臂电流及触发信号，计算得到IGBT及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度及IGBT参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂IGBT集射极电压的变化，得到IGBT及二极管的开关频率；根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。在一实施例中，根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；判断IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设IGBT有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设IGBT开关频率、预设二极管开关频率，当IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。在一实施例中，MMC换流阀子模块在线监测方法，还包括：当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。第二方面，本专利技术实施例提供一种MMC换流阀子模块在线监测系统，MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，在线监测系统包括：参数采集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；数据收集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，并对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到开关模块、放电电阻及电容的数据包；数据处理模块，用于根据各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。在一实施例中，开关模块由一个IGBT反并联一个二极管构成；子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度、IGBT参数、放电电阻温度及放电电阻参数。在一实施例中，数据处理模块包括：电容运行参数计算单元，用于根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；开关模块运行参数计算单元，用于根据桥臂电流及触发信号，计算得到IGBT及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度及IGBT参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂IGBT集射极电压的变化，得到IGBT及二极管的开关频率；电阻运行参数计算单元，用于根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。在一实施例中，数据处理模块还包括：电容运行状态判断单元，用于判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；开关模块运行状态判断单元，用于判断IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设IGBT有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设IGBT开关频率、预设二极管开关频率，当IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；电阻运行状态判断单元，用于判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。在一实施例中，MMC换流阀子模块在线监测系统，还包括：显示模块，用于显示监测结果；告警模块，用于当子模块运行异常时，发出告警信号。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的MMC换流阀子模块在线监测方法，对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测MMC换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行；采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行监测参数阈值对比，判断各子模块运行是否异常，从而方便运维人员对换流阀子模块做出正确的处理，提高了子模块的可靠性。2.本专利技术提供的MMC换流阀子模块在线监测系统，参数采集模块能够实时监测采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，数据处理模块对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到各元器件的数据包，数据处理模块利用数据包分别对各元器件监测参数进行程序化分析及计算，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，数据处理模块通过将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，所述MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，所述多个开关模块构成桥式电路结构，所述放电电阻和电容分别与所述桥式电路并联连接，所述在线监测方法包括：/n获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；/n根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；/n根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，所述MMC换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，所述多个开关模块构成桥式电路结构，所述放电电阻和电容分别与所述桥式电路并联连接，所述在线监测方法包括：
获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；
根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；
根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。


2.根据权利要求1所述的MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，
所述开关模块由一个IGBT反并联一个二极管构成；
所述各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度、IGBT参数、放电电阻温度及放电电阻参数。


3.根据权利要求2所述的MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，所述根据所述开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：
根据所述桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据所述电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；
根据所述桥臂电流及触发信号，计算得到IGBT及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂IGBT集射极电压、开关模块温度及IGBT参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂IGBT集射极电压的变化，得到IGBT及二极管的开关频率；
根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。


4.根据权利要求3所述的MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：
判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；
判断IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设IGBT有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设IGBT开关频率、预设二极管开关频率，当IGBT有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、IGBT开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；
判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。


5.根据权利要求4所述的MMC换流阀子模块在线监测方法，其特征在于，还包括：
当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。


6.一种MMC换流阀子模块在线监测系统，其特征在于，所述MMC换流阀子模块包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静波，邓卫华，胡榕，孙雯，王方方，党青，洪梓洋，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11