CN105826913A - 一种直流输电系统换流阀的控制方法及阀基电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种直流输电系统换流阀的控制方法及阀基电子设备，涉及电力系统高压直流输电领域，降低了直流电路发生换相失败所引起的VBE的监视功能发生异常时，误触发跳闸信号所引起的直流闭锁事件的发生概率。该方法包括：VBE监视换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息，根据该换流阀中晶闸管的运行状态回报信息确定该换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示该极控系统进行闭锁跳闸操作。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统高压直流输电领域，尤其涉及一种直流输电系统换流阀的控制方法及阀基电子设备。
背景技术
随着电力工业的快速发展，为了满足西电东送、大容量输电的要求，中国高压直流输电取得了迅猛的发展。直流输电设备的研制成为国内研究热点，直流输电系统的成套设计及其控制保护系统设计与研制也有一定的进展。在直流输电工程中，换流阀是实现交、直流变换的核心设备，而阀基电子设备(英文：ValveBaseElectronics，简称VBE)是高压直流输电工程中专用于换流阀的驱动控制与保护的重要设备，用于实现换流阀中可控硅阀片的开关控制与运行监视，对换流阀的安全运行起到至关重要的作用。一般的，VBE的功能可以按照工作方式分为：换流阀的控制功能和监控功能。通常情况下，当VBE利用监控功能监控到换流阀无晶闸管冗余时，即监测到换流阀产生无回检报警信号的晶闸管(即预定时间内未向VBE反馈运行状态回报信号的晶闸管)个数达到3个时，VBE产生换流阀内无冗余报警信号，并在换流阀产生无回检报警信号的晶闸管超过3个时触发跳闸事件，导致直流闭锁。
但是，发明人发现，换流阀中晶闸管在向VBE上报运行状态回报信息之前的回报信息写入过程中，若直流电路发生换相失败，则可能会导致VBE的监视功能发生异常，从而误报换流阀无晶闸管冗余出现，进而误触发跳闸信号，导致直流闭锁事件(直流线路停运直流)的发生。
发明内容
本发明的实施例提供一种直流输电系统换流阀的控制方法及阀基电子设备，降低了直流电路发生换相失败所引起的VBE的监视功能发生异常时，误触发跳闸信号所引起的直流闭锁事件的发生概率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种直流输电系统换流阀的控制方法，应用于阀基电子设备VBE，所述VBE与极控系统相互通信，当所述级控系统检测到所述直流输电系统换相失败时，所述方法包括：
所述VBE监视所述换流阀中晶闸管的运行状态，接收所述晶闸管反馈的运行状态回报信息；
根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作。
第二方面，提供一种VBE，其特征在于，所述VBE与极控系统相互通信，当所述级控系统检测到所述直流输电系统换相失败时，其中：
监控模块，用于监视所述换流阀中晶闸管的运行状态，接收所述晶闸管反馈的运行状态回报信息；
判定模块，用于根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作。
本发明的实施例提供的直流输电系统换流阀的控制方法及VBE，当与该VBE相互通信的级控系统检测到直流输电系统换相失败时，该VBE监视换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息，根据该换流阀中晶闸管的运行状态回报信息确定该换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示该极控系统进行闭锁跳闸操作。由于现有的换流阀的运行状态回报信息是按照换流阀阀段中晶闸管的个数N，每N晶闸管一组(对应一块接收板)进行反馈，因此，当本方案将VBE判定是否触发跳闸信号的触发条件更改为判定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数后，便可在直流输电系统换相失败期间降低VBE误触发跳闸信号的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种直流输电系统换流阀的控制系统的系统框图；
图2为本发明实施例提供的一种直流输电系统换流阀的控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种利用“换相失败被检测到”信号闭锁VBE阀监视功能的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种VBE的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的直流输电系统换流阀的控制方法应用于直流输电系统换流阀的控制系统，如图1所示，该控制系统1包括极控系统11和与其相互通信的阀基电子设备12(英文：ValveBaseElectronics，简称VBE)，VBE12与极控系统11通过总线13进行通信，该VBE12为换流阀的阀基电子设备，专用于换流阀的驱动控制与保护。其中，上述的VBE12可以按照工作方式的不同划分为两个功能模块，晶闸管监测模块和晶闸管控制模块，晶闸管控制模块用于控制晶闸管导通，晶闸管监测模块用于监控换流阀中各晶闸管的运行状态回报信息的丢失、监控触发控制信号、监控命令控制信号以及监控屏柜内部板卡状态。然后根据这些监控到的状态信号生成报警和跳闸信息，并将这些报警和跳闸信息经总线13发送到极控系统11中。此外，晶闸管监测系统的工作通常是根据外部控制信号的状态进行激活或者闭锁，如换流阀组充电信号、交流低电压信号、投入紧急旁通对信号、闭锁脉冲信号等，同时，由于VBE进行监测的判据是换流阀的控制信号和工作状态信号，而不是电气信号，因此，任何根据电气量对换流阀进行的保护(如过流、过压等)，均不在晶闸管监测系统中。换言之，任何过流过压等电气量的变化，与晶闸管监测系统动作与否，不存在逻辑性的关系。因此，在直流线路发生换相失败期间闭锁晶闸管监测系统，并不会造成换流阀在电气量保护水平上的降低。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
基于图1所示的控制系统系统框架图，本发明实施例提供一种直流输电系统换流阀的控制方法，本发明实施例主要针对级控系统检测到直流输电系统换相失败的场景，如图2所示，在该场景下该方法具体包括如下步骤：
201、VBE监视换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息。
202、VBE根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示极控系统进行闭锁跳闸操作。
一般的，一个换流阀通常包括6组共78个晶闸管，每13个晶闸管一组(对应连接一块接收板)。因此，VBE可以根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于13，来判定是否指示极控系统进行闭锁跳闸操作。
具体的，步骤202具体包括：
A1、当VBE根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，则VBE向极控系统发送请求跳闸指令，该指令用于指示该极控系统进行闭锁跳闸操作。
A2、当VBE根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数小于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，则不闭锁该极控系统的跳闸操作。
示例性的，步骤202中VBE根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的过程具体包括如下内容：VBE根据晶闸管向VBE反馈运行状态回报信息的时间信息，确定出换流阀中满足预定条件的晶闸管。
其中，本实施例中满足预定条件的晶闸管为在预定时间周期内未向VBE反馈运行状态回报信息的晶闸管。例如，对于同一个位置的晶闸管，VBE连续三个周期没有接收到其反馈运行状态回报信息，则VBE产生该位置晶闸管的无回报报警信息。
本发明的实施例提供的直流输电系统换流阀的控制方法，当与该VBE相互通信的级控系统检测到直流输电系统换相失败时，该VBE监控换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息，根据该换流阀中晶闸管的运行状态回报信息确定该换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示该极控系统进行闭锁跳闸操作。由于现有的换流阀的运行状态回报信息是按照换流阀阀段中晶闸管的个数N，每N晶闸管一组(对应一块接收板)进行反馈，因此，当本方案将VBE判定是否触发跳闸信号的触发条件更改为判定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数后，便可在直流输电系统换相失败期间降低VBE误触发跳闸信号的概率。
可选的，为了进一步降低直流输电系统换相失败期间VBE误触发跳闸信号的概率，本实施例通过进行系统切换，将当前运行的控制系统切换至备用系统，利用备用系统重新检测VBE是否满足VBE跳闸条件，相当于延长了VBE的跳闸信号的延时。
具体的，在步骤202之后，若VBE根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定VBE指示极控系统进行闭锁跳闸操作之后，该方法还包括如下内容：
B1、当控制系统与备用系统正常工作时，将控制系统与备用系统进行切换，若切换后的备用系统的VBE判定备用系统的VBE指示该极控系统进行闭锁跳闸操作，则极控系统进行闭锁跳闸操作。
此外，为了降低直流电路发生换相失败所引起的VBE的监视功能发生异常时，误触发跳闸信号所引起的直流闭锁事件的发生概率，本发明实施例还可以通过在直流电路发生换相失败期间，闭锁VBE的晶闸管监控功能，来避免换流阀的直流闭锁事件的发生。
具体的，如图3所示，利用“换相失败被检测到”信号闭锁VBE阀监视功能的具体实现步骤包括如下内容：
C1、VBE接收极控系统发送的换相失败告警信号。
本实施例中的换相失败告警信号是极控系统在检测到直流输电系统换相失败时产生的。
C2、VBE根据换相失败告警信号闭锁VBE的晶闸管监控功能。
在现有技术中，极控系统通常通过监视交流母线相电压是否低于设定的交流低电压定值，来确定是否闭锁VBE的晶闸管监控功能。但是，在实际应用中，直流电路中的直流极发生换相失败并不一定会产生交流低电压信号，即并不是每次换相失败时交流低电压条件满足后，极控系统都会产生交流低电压信号，进而闭锁VBE的晶闸管监控功能。因此，一旦直流电路中的直流极发生换相失败而导致VBE的监视功能发生异常时，若依据现有技术中“交流低电压信号”来闭锁VBE的监视功能，便有可能导致无法闭锁VBE的监视功能，从而误报换流阀无晶闸管冗余出现，误触发跳闸信号，导致直流闭锁事件(直流线路停运直流)的发生。
因此，本发明通过在直流电路发生换相失败时，便可将“换相失败保护动作信号”与“交流电压信号”进行和/或运算，送给VBE作为“交流低电压信号”的输出，从而在换相失败发生期间，闭锁VBE的“无回报自检”、“保护性触发自检”、“丢控制脉冲自检”、“光发射通道自检”等功能。针对当前控制系统的状况，这种状况对于增加系统的可用性有利，并且对换流阀设备本身带来的风险增加不大。
基于图1所示的控制系统系统框架图，本发明实施例提供一种VBE，本发明实施例主要针对级控系统检测到直流输电系统换相失败的场景，具体的，本发明中的VBE3包括监控模块31和判定模块32，其中：
监控模块31，用于监视换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息。
判定模块32，还用于根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示极控系统进行闭锁跳闸操作。
示例性的，上述的换流阀的一个阀段的晶闸管的个数等于13，即VBE12，还用于根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于13，来判定是否指示极控系统进行闭锁跳闸操作
可选的，判定模块32在根据晶闸管的运行状态回报信息确定换流阀中满足预定条件的晶闸管时具体用于：
根据晶闸管向VBE反馈运行状态回报信息的时间信息，确定出换流阀中满足预定条件的晶闸管；其中，上述的满足预定条件的晶闸管为在预定时间周期内未向VBE反馈运行状态回报信息的晶闸管。
可选的，VBE3，还包括接收模块33，其中：
接收模块33，还用于接收极控系统发送的换相失败告警信号，该换相失败告警信号是极控系统在检测到直流输电系统换相失败时产生的，根据换相失败告警信号闭锁VBE的晶闸管监控功能。
本发明的实施例提供的VBE，当与该VBE相互通信的级控系统检测到直流输电系统换相失败时，该VBE监控换流阀中晶闸管的运行状态，接收晶闸管反馈的运行状态回报信息，根据该换流阀中晶闸管的运行状态回报信息确定该换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示该极控系统进行闭锁跳闸操作。由于现有的换流阀的运行状态回报信息是按照换流阀阀段中晶闸管的个数N，每N晶闸管一组(对应一块接收板)进行反馈，因此，当本方案将VBE判定是否触发跳闸信号的触发条件更改为判定换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于换流阀的一个阀段的晶闸管的个数后，便可在直流输电系统换相失败期间降低VBE误触发跳闸信号的概率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种直流输电系统换流阀的控制方法，其特征在于，应用于阀基电子设备VBE，所述VBE与极控系统相互通信，当所述极控系统检测到所述直流输电系统换相失败时，所述方法包括：
所述VBE监视所述换流阀中晶闸管的运行状态，接收所述晶闸管反馈的运行状态回报信息；
根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数是否大于所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数等于13。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管具体包括：
根据所述晶闸管向所述VBE反馈运行状态回报信息的时间信息，确定出所述换流阀中满足预定条件的晶闸管；其中，所述满足预定条件的晶闸管为在预定时间周期内未向所述VBE反馈运行状态回报信息的晶闸管。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述极控系统发送的换相失败告警信号，所述换相失败告警信号是所述极控系统在检测到所述直流输电系统换相失败时产生的；
根据所述换相失败告警信号闭锁所述VBE的晶闸管监控功能。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述VBE判定所述VBE指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作之后，所述方法还包括：
当所述VBE所处的控制系统与所述备用系统正常工作时，将所述控制系统与所述备用系统进行切换，若切换后的备用系统的VBE判定备用系统的VBE指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作，则所述极控系统进行闭锁跳闸操作。
6.一种阀基电子设备VBE，其特征在于，所述VBE与极控系统相互通信，当所述级控系统检测到所述直流输电系统换相失败时，其中：
监控模块，用于监视所述换流阀中晶闸管的运行状态，接收所述晶闸管反馈的运行状态回报信息；
判定模块，用于根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管的个数大于所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数，来判定是否指示所述极控系统进行闭锁跳闸操作。
7.根据权利要求6所述的VBE，其特征在于，所述换流阀的一个阀段的晶闸管的个数等于13。
8.根据权利要求6或7所述的VBE，其特征在于，所述判定模块在根据所述晶闸管的运行状态回报信息确定所述换流阀中满足预定条件的晶闸管时具体用于：
根据所述晶闸管向所述VBE反馈运行状态回报信息的时间信息，确定出所述换流阀中满足预定条件的晶闸管；其中，所述满足预定条件的晶闸管为在预定时间周期内未向所述VBE反馈运行状态回报信息的晶闸管。
9.根据权利要求6所述的VBE，其特征在于，所述VBE，还包括接收模块，其中：
所述接收模块，用于接收所述极控系统发送的换相失败告警信号，所述换相失败告警信号是所述极控系统在检测到所述直流输电系统换相失败时产生的，根据所述换相失败告警信号闭锁所述VBE的晶闸管监控功能。
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