CN101986512B - 一种hvdc换流阀阀基电子设备通信规约设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型的HVDC换流阀阀基电子设备通信规约设计方法。本发明以CAN规约为依据，根据换流阀不同工况设定极控系统与阀基电子设备间的通信约定，采用串行编码方式完成阀基电子设备与极控系统间的信息交换。这种设计简约明了，可靠稳定，能包含换流阀运行的所有基本工况。采用这种通信规约，除能满足极控系统和阀基电子设备的基本通信要求外，还将CAN总线的强抗干扰能引入换流阀二次控制系统，可以大大提高系统运行可靠性。阀基电子设备与控制保护系统间采用多主的CAN网通信方式，VBE可在监视到换流阀出现状态改变的任意时刻向控制保护系统主动上报监测信息。这种联网方式可以确保VBE对阀监测的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电(HVDC)领域，特别涉及一种HVDC换流阀阀基电子设备的通信规约设计方法。
背景技术
在高压直流输电中，换流阀阀基电子设备是对换流阀的第一级监控设备。该设备按照接收到的极控系统控制命令直接实现对换流阀的触发、闭锁等操作，并实时收集各个晶闸管级的上报信息，反馈给极控系统。极控系统的触发、闭锁等命令由于及时性、可靠性要求采用专门的光纤通路，经过简单编码后向阀基电子设备发送。而阀的监测信息等由于信息量大，将与控制信号分开发送。目前直流工程中对阀基电子设备上报监测信息往往采用以太网协议完成通信，这种协议稳定性明显不如专为工控领域使用的现场总线协议。本发明设计的通信协议以工控领域广泛采用的CAN总线协议为基础，总结归纳换流阀的运行工况，设计特定编码内容，达到间接准确上报换流阀监控信息的目的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述缺点，提出一种新型的HVDC换流阀阀基电子设备的通信规约设计方法。
本发明提出的一种HVDC换流阀阀基电子设备的通信规约设计方法，以控制器局部总线CAN规约为依据，将换流阀不同工况下的运行状态信息以简约的专用报文格式上报给极控系统，所述专用报文格式包括：阀基电子设备VBE运行状态信息报文、晶闸管级运行状态信息报文、单阀运行状态信息报文、校时报文和巡检召唤报文等，并采用串行编码方法完成阀基电子设备与极控系统间的控制命令信息交换。
其中，所述串行编码方法将极控系统对应的多个单阀的点火信息首先打包为一帧串行编码，一个bit对应一个单阀，为高电平则代表触发，为低电平则代表停止触发，然后由软件为数据帧按循环冗余码方式添加校验位及地址头帧信息，在接收端，先完整接收所有数据信息帧，然后首先比较地址帧是否与阀基电子设备的预设地址位相同，相同则接受，不同则抛弃所有信息数据，地址相同后，继续按循环冗余码方式重新计算校验码，将计算结果与收到的校验位比较，一致后方可进入后续点火脉冲的编解码处理。
其中，所述将阀基电子设备与极控系统间的通信信息分为两类：阀运行状态信息及换流阀运行状态统计信息；阀运行状态信息由晶闸管级上门极获得并上报给阀基电子设备，阀基电子设备将各个晶闸管级上报信息存储并打包为符合CAN协议的报文信息，同时，阀基电子设备将所有晶闸管级信息进行汇总判断，综合为阀的整体运行状态信息，并综合为阀运行状态字，在极控系统巡检时，做为巡检应答上报极控系统；由极控系统解析这些状态字，然后对阀基电子设备做进一步的召唤命令操作。
其中，所述阀基电子设备将换流阀运行信息打包后通过CAN网上报给控制保护，所述通信规约将阀运行状态信息按晶闸管级、阀组件、单阀及多重阀三个级别将阀运行状态进行汇总，阀基电子设备本身运行信息包括板卡运行状态和接口状态信息，通过不同的数据帧头帧信息可以区分阀状态信息和阀基电子设备信息两类。
其中，阀基电子设备与控制保护系统间采用多主的控制器局部总线CAN网通信方式，第一控制保护系统1和各个单阀的阀基电子设备VBE1组成CAN1网络，第二控制保护系统2和各个单阀的阀基电子设备VBE2组成CAN2网络；阀基电子设备VBE和控制保护系统在正常情况下，CAN1网络为主通信通道，CAN2网络为从通信通道；CAN1网络、CAN2网络和阀基电子设备VBE1、阀基电子设备VBE2的主从关系相一致。
本发明的有益效果是：
本发明以CAN规约为依据，根据换流阀不同工况设定极控系统与阀基电子设备间的通信约定，采用串行编码方式完成阀基电子设备与极控系统间的信息交换。这种设计简约明了，可靠稳定，能包含换流阀运行的所有基本工况。采用这种通信规约，除能满足极控系统和阀基电子设备的基本通信要求外，还将CAN总线的强抗干扰能引入换流阀二次控制系统，可以大大提高系统运行可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是阀基电子设备(VBE)在直流工程二次系统中与极控系统及阀塔上设备连接的结构示意图。
具体实施方式
本发明的阀基电子设备的系统设计方案是：将阀基电子设备与极控系统间的通信信息分为两类：阀运行状态信息及换流阀运行状态统计信息。阀运行状态信息由晶闸管级上门极获得并上报给阀基电子设备，阀基电子设备将各个晶闸管级上报信息存储并打包为符合CAN协议的报文信息。同时，阀基电子设备将所有晶闸管级信息进行汇总判断，综合为阀的整体运行状态信息，并综合为阀运行状态字。在极控系统巡检时，做为巡检应答上报极控系统。由极控系统解析这些状态字，然后对阀基电子设备做进一步的召唤命令操作。通信规约中系统状态字的定义见附表1及附表2。
图1是阀基电子设备(VBE)在直流工程二次系统中与极控系统及阀塔上设备连接的结构示意图。在整个二次系统中，阀基电子设备与各个晶闸管触发监测板(TTM)间通过两根光纤连接，一根用于传送阀基电子设备向晶闸管触发监测板发送的触发编码信息，另一根用于传送晶闸管触发监测板的回报信息。阀基电子设备与控制保护的连接包括传输控制命令的光信号及用于阀基电子设备与控制保护间通信的通信电缆。在可能的场所阀基电子设备还会接收漏水检测信息。阀基电子设备接收所有触发监测板的回报信息后，通过软件计算汇总出阀的运行状态。阀基电子设备将信息按本规约打包后通过通信网上报给控制保护系统。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
附表1
附表2
Claims (3)
1.一种HVDC换流阀阀基电子设备的通信规约设计方法，其特征在于以控制器局部总线CAN规约为依据，将换流阀不同工况下的运行状态信息以简约的专用报文格式上报给极控系统，所述专用报文格式包括：阀基电子设备VBE运行状态信息报文、晶闸管级运行状态信息报文、单阀运行状态信息报文、校时报文和巡检召唤报文，并采用串行编码方法完成阀基电子设备与极控系统间的控制命令信息交换；
所述串行编码方法将极控系统对应的多个单阀的点火信息首先打包为一帧串行编码，一个bit对应一个单阀，为高电平则代表触发，为低电平则代表停止触发，然后由软件为数据帧按循环冗余码方式添加校验位及地址头帧信息，在接收端，先完整接收所有数据信息帧，然后首先比较地址帧是否与阀基电子设备的预设地址位相同，相同则接受，不同则抛弃所有信息数据，地址相同后，继续按循环冗余码方式重新计算校验码，将计算结果与收到的校验位比较，一致后方可进入后续点火脉冲的编解码处理；
将阀基电子设备与极控系统间的通信信息分为两类：阀运行状态信息及换流阀运行状态统计信息；阀运行状态信息由晶闸管级上门极获得并上报给阀基电子设备，阀基电子设备将各个晶闸管级上报信息存储并打包为符合CAN协议的报文信息，同时，阀基电子设备将所有晶闸管级信息进行汇总判断，综合为阀的整体运行状态信息，并综合为阀运行状态字，在极控系统巡检时，做为巡检应答上报极控系统；由极控系统解析这些状态字，然后对阀基电子设备做进一步的召唤命令操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述阀基电子设备将换流阀运行信息打包后通过CAN网上报给控制保护，所述通信规约将阀运行状态信息按晶闸管级、阀组件、单阀及多重阀三个级别将阀运行状态进行汇总，阀基电子设备本身运行信息包括板卡运行状态和接口状态信息，通过不同的数据帧头帧信息可以区分阀状态信息和阀基电子设备信息两类。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述阀基电子设备VBE与控制保护系统间采用多主的控制器局部总线CAN网通信方式，第一控制保护系统1和各个单阀的阀基电子设备VBE1组成CAN1网络，第二控制保护系统2和各个单阀的阀基电子设备VBE2组成CAN2网络；阀基电子设备VBE和控制保护系统在正常情况下，CAN1网络为主通信通道，CAN2网络为从通信通道；CAN1网络、CAN2网络和阀基电子设备VBE1、阀基电子设备VBE2的主从关系相一致。
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