一种柔性直流换流阀系统技术方案

本发明专利技术涉及一种柔性直流换流阀系统，属于输电设备控制领域，包括至少一个阀控机箱

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流换流阀系统


[0001]本专利技术涉及一种柔性直流换流阀系统，属于输电设备控制领域
。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术，在交流系统互联
、
大规模新能源并网
、
孤岛供电
、
城市配电网增容改造等方面具有技术优势，是目前输配电领域的领军技术
。
[0003]柔性直流输电指的是基于电压源换流器
(Valtage Source Converter
，
VSC)
的高压直流输电
(HVDC)
，是继交流输电
、
常规直流输电后的一种新型直流输电方式
。
其在结构上与高压直流输电类似，柔性直流输电主要设备包括柔性直流换流阀
、
高压直流断路器
、
换流变压器
、
柔性直流输电控制保护系统和直流电抗器
/
平波电抗器
。
换流站是柔性直流输电系统最主要的部分
。
[0004]模块化多电平换流器
(MMC)
是柔性直流输电的核心装备
。MMC
技术的出现极大推动了柔性直流输电技术的发展，目前已投运的工程，
MMC
已经达到
1000MVA/
±
320kV
等级，并且
3000MVA/
±
500kV
和
5000MVA/
±
800kV
的
MMC
‑
HVDC
工程也正在建设当中
。
但是，随着
MMC
电压和容量等级的不断提高以及应用领域的不断扩展，
MMC
及其直流输电技术也面临着各种新的挑战
。
随着电平数目的不断提高，桥臂子模块的个数也在增加，以
840MVA/
±
500kV
换流站
A
为例，其单个桥臂子模块个数达到
540
个，导致子模块接口机箱与换流阀系统存在大量的光纤接入，工程费用高，实施难度大，迫切需要低成本的解决方案
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种柔性直流换流阀系统，用以解决现有技术中通信长光纤数量大导致的铺设难度高和成本高的问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
[0007]本专利技术的一种柔性直流换流阀系统，包括至少一个阀控机箱
、
至少一个接口机箱
、N
个子模块，其特征在于，所述
N
个子模块通过分组规则形成若干组子模块，一个分组内的所有子模块进行组网，一个分组内的
z
个子模块利用长光纤与接口机箱通信连接，接口机箱与阀控机箱通信连接，
z
大于等于1且小于分组内子模块总个数；一个分组所包括的子模块满足该分组内在一个控制周期内，所有子模块指令响应同步性不大于一定值且所有子模块上行通信无堵塞
。
[0008]该方案通过将
N
个子模块分成若干小组后，在小组内就地进行组网的方式，实现一个小组内的子模块之间通信连接，再选出
z(z
大于等于1且小于分组内子模块总个数
)
个子模块进行对接口机箱的通信连接，这样使得组网后的
N
个子模块与阀控机箱的通信长光纤相应减少了，在保证子模块控制及监视功能正常情况下，节约阀控成本，降低铺设难度及运维成本
。
[0009]并且一个分组内的各个子模块间通过相互组网连接可以完成与就近多个子模块间的通信，使得无论是下行通信还是上行通信均能够多重冗余通信，提高通信可靠性
。
[0010]进一步地，一个分组内子模块对接口机箱的上行通信数据包含依次上送的多帧数据，一帧数据包含一个子模块的信息
。
[0011]依次上送一个分组内所有子模块的信息，实现了分时上送，避免了上行通信堵塞，影响通行效率情况的发生
。
[0012]进一步地，接口机箱至一个分组内子模块的下行通信数据为一帧数据，该帧数据包含有对一个分组内所有子模块的指令信息
。
[0013]接口机箱的对一个分组内的所有子模块发送同样的一帧数据，子模块接收到之后按照自身位置信息将自身的指令进行提取，该组内子模块均按照此进行，保证了指令的同步性
。
[0014]进一步地，一个分组内的子模块个数为
n
，且
n
满足：
[0015]n
＜
(T
‑
t)/s
[0016]式中：
T
表示控制周期，
s
为单个子模块信息上传时间，
t
为转发指令时间，
n
为一个分组内的子模块个数
。
[0017]进一步地，一个接口机箱包括
X
组接口板，一组接口板包括冗余设置的
f
个接口板，
f
个接口板与一个分组内
z
个子模块中的
f
个子模块分别通信连接，其中
f
小于
z。
[0018]在一个接口机箱内冗余设置多组接口板，一组接口板内又设置多个接口板来分别接收一个分组内的所有子模块信息，这样如果某组内的某个接口板故障则可以通过和此接口板冗余设置的接口板来接收该接口板需要接收的分组的上行通信数据以及下发下行通信数据，保证了通信的稳定性
。
[0019]进一步地，阀控机箱的个数为
P
，
P
大于1，
P
个阀控机箱冗余如设置，一个接口机箱包括冗余设置的
P
个通信板，
P
个通信板分别与
P
个阀控机箱分别通信连接
。
[0020]在一个接口机箱内冗余设置多个通信板，又冗余设置多个阀控机箱，若某个通信板或者某个阀控机箱出现故障，则通过冗余设置的阀控机箱和通信板依旧可以实现数据的上传和下发，保证了通信的稳定性
。
[0021]进一步地，接口机箱的个数为
Q
，
Q
大于1，
Q
个接口机箱均冗余设置，一个分组内通过
z
个子模块与各个接口机箱均通信连接
。
[0022]接口机箱也冗余设置多个，可以在某个接口机箱及其内置设备出现故障，使得上行通信或下行通信断掉时，能通过冗余设置的接口机箱实现通信，保证通信稳定性
。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例组网方案中的组网拓扑结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例组网方案中下行通信时数据帧的格式示意图；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种柔性直流换流阀系统，包括至少一个阀控机箱
、
至少一个接口机箱
、N
个子模块，其特征在于，所述
N
个子模块通过分组规则形成若干组子模块，一个分组内的所有子模块进行组网，一个分组内的
z
个子模块利用长光纤与接口机箱通信连接，接口机箱与阀控机箱通信连接，
z
大于等于1且小于分组内子模块总个数；一个分组所包括的子模块满足该分组内在一个控制周期内，所有子模块指令响应同步性不大于一定值且所有子模块上行通信无堵塞
。2.
根据权利要求1所述的柔性直流换流阀系统，其特征在于，一个分组内子模块对接口机箱的上行通信数据包含依次上送的多帧数据，一帧数据包含一个子模块的信息
。3.
根据权利要求2所述的柔性直流换流阀系统，其特征在于，接口机箱至一个分组内子模块的下行通信数据为一帧数据，该帧数据包含有对一个分组内所有子模块的指令信息
。4.
根据权利要求3所述的柔性直流换流阀系统，其特征在于，一个分组内的子模块个数为
n
，且
n
满足：
n
＜
(T
‑
t)/s
式中：
T
表示控制周期，
s

【专利技术属性】
技术研发人员：马太虎，范彩云，俎立峰，韩坤，董朝阳，慕小乐，马俊杰，陈同浩，滕林阳，冯敏，鲁静，赵洋洋，王佳佳，田世克，周辉，樊宏伟，李文雅，张景丽，邓轶茗，张壮，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：