级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法、系统、设备及介质，本发明专利技术在冗余通讯的级联型电压源换流器充电启动过程时，通过单元故障检测策略，实现换流器单元故障精确检测。本发明专利技术能够适用于所有由全控型开关器件、电容器和辅助器件构成的级联型电压源换流器单元，并且能够准确识别启动阶段的故障单元，提高设备可用率，避免一次设备损坏。损坏。损坏。

【技术实现步骤摘要】
级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于电压源换流器，具体涉及一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]电压源换流器一般使用全控型电力电子器件，包括IGBT、IGCT和GTO等。它与传统基于晶闸管的电流源换流器有着本质的区别。电压源换流器凭借其灵活的可控性，对电网条件的鲁棒性，自身系统的紧凑性，设计施工的方便性及环保性，特别适合异步电网连接、无源/孤立负荷供电，城市配电网扩建改造，连接风能、太阳能等新能源发电的电源等应用场合。
[0003]发展至今，电压源换流器主要可以分为两个基本类型：开关型换流器和可控电压源型换流器。早期的电压源换流器主要使用开关型换流器，这些换流器仅用作可控开关，仅有两种工作状态：开通和关断。目前，主流的电压源换流器均使用可控电压源型换流器，这类换流器使用标准化的单元按照一定拓扑级联构成，通过输出高电平数的阶梯电压波有效逼近正弦电压。对于可控电压源型换流阀所使用的最小单元，一般包含全控型器件、储能电容器和其它必要辅件。
[0004]级联型换流器在充电过程中，单元会经过一个从电压为0到电压可以驱动单元控制板卡正常工作的过程。当单元电压达到单元控制板卡工作阈值时，单元会和控制系统建立通讯；如果控制系统收到单元上送的故障信息或无法收到单元上送的状态信息，则认为在充电过程中该单元发生了故障。单元上送的故障种类一般包括全控型器件故障、取能电源故障、过压、欠压、下行通讯故障和旁路开关拒动等；控制系统无法收到单元信息的原因一般包括上行光纤故障、取能电源故障、单元控制板故障以及控制系统脉冲板接收光口故障等，综合表现为控制系统与单元建立通讯失败，为了将控制系统与单元通讯失败的概率降到最低，可以将一个单元信息不仅由本单元收发，还通过其相邻的单元来收发，实现冗余通讯。
[0005]目前级联型换流器的启动包括交流充电和直流充电方式，一般将单元的电容充电使得自取能电源工作，之后满足允许解锁条件后解锁运行。在充电阶段，如果存在单元故障，则需要对这些故障单元进行必要的保护，避免故障单元的电压在不可控的情况下充电至过压，导致器件炸裂甚至危及整个换流器安全。因此，在启动过程中准确地判别出故障单元，防止其危害换流器的安全是非常重要的。
[0006]目前工程中对充电阶段不能建立上行通讯的单元均按照故障模块处理。现有技术的缺点在于，造成上行通讯故障的原因是多种多样的，如果是上行光口故障或光纤传输故障，模块是可以正确旁路的，一概不加区别的停机造成了可用率的下降。另外它没有考虑到实际情况中还存在一种故障情况，即上行通讯正常，控制系统可以收到单元上送的正常状态信息，但是单元电压明显低于其他正常充电的单元。这种单元必须加以识别，否则，也会
造成单元及其他设备损坏。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法、系统、设备及介质，能够准确识别启动阶段的故障单元，提高设备可用率，避免一次设备损坏。
[0008]为了达到上述目的，一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一，初次充电时，将所有单元设置为正常状态；
[0010]步骤二，开始充电后，当所有单元的上送电压超过预设的电压值U1时，下发清除故障的命令，并存储单元上送的状态信息为S1；
[0011]步骤三，启动阶段故障检测判别策略，若没有故障单元，则充电完成；若有故障单元，则检测冗余通讯上送的状态，若充电未完成，则断开电源开关；
[0012]步骤四，切换手动旁路或更换故障单元后，重新执行步骤二，直到具备解锁条件。
[0013]步骤三中，阶段故障检测判别策略的具体方法如下：
[0014]读取单元主通讯系统状态S2，若没有发现故障单元，则判定为具备解锁条件；
[0015]若两次读取的单元主通讯系统状态S2的状态信息不一致，则开始调取冗余通讯上送的状态S3，如果冗余系统上送的状态S3与单元上送的状态信息S1一致，则判定为具备解锁条件；
[0016]若冗余系统上送的状态S3与单元上送的状态信息S1的状态信息不一致，并且状态信息不一致的单元上送的电压值小于工作阈值，则停止充电并跳开电源开关。
[0017]步骤三中，检测冗余通讯上送的状态在每1ms进行1次。
[0018]在
△
t≥1s的时间内，状态信息不一致的单元上送的电压值小于工作阈值，则停止充电并跳开电源开关。
[0019]一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别系统，包括：
[0020]预设模块，用于在初次充电时，将所有单元设置为正常状态；
[0021]控制模块，用于开始充电后，当所有单元的上送电压超过预设的电压值U1时，下发清除故障的命令，并存储单元上送的状态信息为S1；
[0022]阶段故障检测判别策略模块，用于判断故障单元，若没有故障单元，则充电完成；若有故障单元，则检测冗余通讯上送的状态，若充电未完成，则断开电源开关；
[0023]处理模块，用于切换手动旁路或更换故障单元。
[0024]一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法的步骤。
[0025]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术通过分析冗余通讯的级联型电压源换流器的单元充电过程，研究了充电过程中单元发生故障的检测原理，开在始充电后，当所有单元的上送电压超过预设的电压值时，下发清除故障的命令，并存储单元上送的状态信息；启动阶段故障检测
判别策略，若没有故障单元，则充电完成；若有故障单元，则检测冗余通讯上送的状态，若充电未完成，则断开电源开关；切换手动旁路或更换故障单元后，重新上述步骤，直到具备解锁条件。本专利技术在冗余通讯的级联型电压源换流器充电启动过程时，通过单元故障检测策略，实现换流器单元故障精确检测。本专利技术能够适用于所有由全控型开关器件、电容器和辅助器件构成的级联型电压源换流器单元，并且能够准确识别启动阶段的故障单元，提高设备可用率，避免一次设备损坏。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的流程图；
[0028]图2为本专利技术的系统图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术做进一步说明。
[0030]级联型的电压源换流器的单元结构形式各不相同，但都是由全控型开关器件、电容器和辅助器件构成。
[0031]参见图1，一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法，包括以下步骤：
[0032]步骤一，初次充电时，将所有单元设置为正常状态；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，初次充电时，将所有单元设置为正常状态；步骤二，开始充电后，当所有单元的上送电压超过预设的电压值U1时，下发清除故障的命令，并存储单元上送的状态信息为S1；步骤三，启动阶段故障检测判别策略，若没有故障单元，则充电完成；若有故障单元，则检测冗余通讯上送的状态，若充电未完成，则断开电源开关；步骤四，切换手动旁路或更换故障单元后，重新执行步骤二，直到具备解锁条件。2.根据权利要求1所述的一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法，其特征在于，步骤三中，阶段故障检测判别策略的具体方法如下：读取单元主通讯系统状态S2，若没有发现故障单元，则判定为具备解锁条件；若两次读取的单元主通讯系统状态S2的状态信息不一致，则开始调取冗余通讯上送的状态S3，如果冗余系统上送的状态S3与单元上送的状态信息S1一致，则判定为具备解锁条件；若冗余系统上送的状态S3与单元上送的状态信息S1的状态信息不一致，并且状态信息不一致的单元上送的电压值小于工作阈值，则停止充电并跳开电源开关。3.根据权利要求1所述的一种级联型电压源换流器启动阶段的单元保护判别方法，其特征在于，步骤三中，检测冗余通讯上送的状态在每...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家羊，涂小刚，熊银武，彭福琨，郝良收，雷朝煜，冉学彬，陈小平，姬奎江，张镭，唐力，朱启，
申请(专利权)人：西安西电电力系统有限公司中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：