一种阀基控制保护方法技术

本发明专利技术公开了一种阀基控制保护方法，包括：当阀基控制设备检测到阀基控制设备发生故障时，开始计时，生成故障持续时间；当故障持续时间超过第一预设时间，且未收到上层控制单元下发的闭锁指令，阀基控制设备生成闭锁换流阀信号并输出；当故障持续时间超过第二预设时间，第二预设时间大于第一预设时间，阀基控制设备生成换流阀退出运行信号并输出。通过实施本发明专利技术，在不额外增加各控制单元间物理连接的情况下，当阀基控制设备的任意一层发生故障时，可以控制换流阀能够平稳过渡到闭锁、停运状态，确保整个过程中换流阀均处于受控状态；并且充分考虑了冗余系统切换、全部子模块尽量在同一时刻闭锁等策略，降低故障时换流阀子模块所承受的电压压力。

【技术实现步骤摘要】
一种阀基控制保护方法
本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种阀基控制保护方法。
技术介绍
基于模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)的柔性直流输电被誉为继交流输电、常规直流输电之后的第三代输电技术，在可再生能源发电并网、大型城市/重要负荷供电、电网互联、孤岛/钻井平台供电等领域具有广阔的应用前景。柔性直流输电工程的核心设备主要包括换流阀(VALVE)、阀基控制设备(ValveBasedControl，VBC)和极控制保护系统(PoleControlandProtection，PCP)等。其中，换流阀在柔性直流输电工程中担负着直流－交流变换和交流－直流变换的重任，由数百乃至数千只子模块串联，每个子模块都必须单独控制、保护和监视。阀基控制设备是连接极控制保护系统和换流阀的中间枢纽，承担着整个换流阀的运行控制和安全保护。正常情况下，阀基控制设备的控制周期对上级设备(极控制保护设备)同步、阀基控制设备内部的下层设备控制周期对上层阀基控制设备同步，并且在每个控制周期内向所有子模块下发控制指令，控制子模块IGBT的开通与关断。当阀基控制设备故障或者接收上级控制指令通信故障后，上级设备最新的控制指令无法下发到子模块，子模块控制方式不合适，容易引起过流、过压等故障，导致子模块损坏，严重时会导致大量子模块IGBT雪崩击穿。对于上述问题，目前应对策略主要有2种：一是将阀基控制设备设计为双重化冗余的两个系统，一个系统故障后切换到另一个系统，提高运行可靠性；二是将阀基控制设备最高层和最底层之间引入独立光纤通道，抵消中间层故障时的风险。然而，当采用冗余设计的方案时，若PCP值班系统发生死机等故障导致无法切换至备用系统继续运行，VBC将持续执行已故障的PCP系统下发的参考波，将迅速导致换流阀过压或桥臂过流；当采用光纤方案时，若独立光纤通道故障，导致VBC最下层控制单元依然无法接收到控制指令，其所控制的子模块将无法正常退出运行，进而造成子模块大面积旁路。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种阀基控制保护方法，以解决现有技术中阀基控制设备发生故障时导致子模块损坏，严重时会导致大量子模块IGBT雪崩击穿的问题。本专利技术提出的技术方案如下：本专利技术实施例提供一种阀基控制保护方法，该阀基控制保护方法包括：当阀基控制设备检测到所述阀基控制设备发生故障时，开始计时，生成故障持续时间；当故障持续时间超过第一预设时间，且未收到上层控制单元下发的闭锁指令，所述阀基控制设备生成闭锁换流阀信号并输出；当故障持续时间超过第二预设时间，所述第二预设时间大于所述第一预设时间，所述阀基控制设备生成换流阀退出运行信号并输出。进一步地，所述阀基控制设备包括：至少一层控制单元。进一步地，所述阀基控制设备发生的故障包括：本体故障和/或下层控制单元上传故障。进一步地，所述本体故障包括：上层控制单元的下行通信故障、上层控制单元心跳信号异常、该层控制单元全部供电电源故障或下层控制单元上行通信故障中的任意一种或多种。进一步地，当阀基控制设备检测到所述阀基控制设备发生的故障为上层控制单元的下行通信故障时，根据故障发生前最后一次正常通信时的时序，生成本层控制单元所需的控制时序启动信号。进一步地，所述换流阀退出运行信号用于告知换流阀子模块不再执行所述阀基控制设备下发的投切指令，将所述阀基控制设备下行通信故障时执行子模块旁路功能屏蔽。进一步地，当所述阀基控制设备中不同层控制单元发生故障时，所述第一预设时间和所述第二预设时间的数值均不相同。进一步地，该阀基控制保护方法，还包括：当阀基控制设备检测到所述阀基控制设备的故障恢复后，所述阀基控制设备跟从上层控制单元下发的最新命令生成解闭锁指令及使能信号并输出。本专利技术提供的技术方案，具有如下效果：本专利技术实施例提供的阀基控制保护方法，在不额外增加各控制单元间物理连接的情况下，当阀基控制设备中的任意一层发生故障时，可以控制换流阀能够平稳过渡到闭锁、停运状态，确保整个过程中换流阀均处于受控状态，进而有效提升换流阀运行的可靠性；并且充分考虑了冗余系统切换、全部子模块尽量在同一时刻闭锁等策略，有效提升现场换流阀运行的可靠性，降低故障时换流阀子模块所承受的电压压力。同时，根据故障发生位置不同，阀基控制设备各控制单元保护出口的时间也不同，以确保保护动作能够与其他系统级保护出口有效配合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的阀基控制保护方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的阀基控制保护方法的各单元结构框图；图3是根据本专利技术另一实施例的阀基控制保护方法的各单元结构框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。正如
技术介绍
中所述，在现有的柔性直流输电工程中，阀基控制设备是连接极控制保护系统和换流阀的中间枢纽，承担着整个换流阀的运行控制和安全保护。为了防止阀基控制设备发生故障导致换流阀子模块发生损坏，现有技术中采用冗余系统或设置独立光纤通道的方式，然而这两种方式无法避免换流阀子模块因阀基控制设备发生故障时导致的损坏，可能会导致换流阀子模块出现不受控的状态。有鉴于此，本专利技术实施例提供一种阀基控制保护方法，如图1所示，该阀基控制保护方法包括如下步骤：步骤S101：当阀基控制设备检测到阀基控制设备发生故障时，开始计时，生成故障持续时间。该阀基控制设备包括至少一层控制单元；当具备两层控制单元时，可以是最上层控制单元和最下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀基控制保护方法，其特征在于，包括：/n当阀基控制设备检测到所述阀基控制设备发生故障时，开始计时，生成故障持续时间；/n当故障持续时间超过第一预设时间，且未收到上层控制单元下发的闭锁指令，所述阀基控制设备生成闭锁换流阀信号并输出；/n当故障持续时间超过第二预设时间，所述第二预设时间大于所述第一预设时间，所述阀基控制设备生成换流阀退出运行信号并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种阀基控制保护方法，其特征在于，包括：
当阀基控制设备检测到所述阀基控制设备发生故障时，开始计时，生成故障持续时间；
当故障持续时间超过第一预设时间，且未收到上层控制单元下发的闭锁指令，所述阀基控制设备生成闭锁换流阀信号并输出；
当故障持续时间超过第二预设时间，所述第二预设时间大于所述第一预设时间，所述阀基控制设备生成换流阀退出运行信号并输出。


2.根据权利要求1所述的阀基控制保护方法，其特征在于，所述阀基控制设备包括：至少一层控制单元。


3.根据权利要求1所述的阀基控制保护方法，其特征在于，所述阀基控制设备发生的故障包括：本体故障和/或下层控制单元上传故障。


4.根据权利要求3所述的阀基控制保护方法，其特征在于，所述本体故障包括：上层控制单元的下行通信故障、上层控制单元心跳信号异常、该层控制单元全部供电电源故障或下层控制单元上行通信故障中的任意一种或多种。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢敏华，路建良，唐茹彬，李强，武思捷，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11