CN109407505B - 直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置，属于直流输电技术领域，通过第一控制系统和第二控制系统的主备状态，并根据不同判别情况，分别判断出口执行对应控制系统的命令，避免了第一控制系统和第二控制系统切换时出口执行错误命令，保证了直流输电系统的安全和稳定运行，减少了维修成本。并且，对于上述直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制装置，不需增加硬件成本，仅利用现有的出口控制装置就能实现有效的出口控制。

Description

直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置

技术领域

本发明属于直流输电技术领域，具体涉及直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置。

背景技术

常规特高压直流输电工程的控制系统一般分为站控层、极控层和阀组控制层，阀组控制层又称换流器控制层，主要包括12脉动换流器控制主机及其分布式I/O终端。阀组控制层的主要功能为接收直流极控制主机的稳态运行电流指令或点火角指令并转换成触发脉冲，阀组控制层的换流器控制主机通过电流、电压的闭环控制实现换流器的正常投/退、故障紧急投/退顺序控制功能，以及在换流器控制主机上层控制命令失去时维持直流系统的稳定运行控制功能。阀组控制对分布式I/O终端的有效出口控制对直流输电系统的安全和可靠运行具有重大意义。

以往工程中阀组控制与分布式I/O接口系统都是单一系统或单纯的冗余备份，不能起到真正的冗余作用，即在直流输电阀组冗余测量控制系统中两个控制系统的切换瞬间或通信异常的瞬间等特殊工况下，存在出口执行控制系统的错误命令或无法有效出口控制系统的命令的情况，影响直流输电系统的安全和可靠运行。

发明内容

本发明的目的是提供直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置，用于解决现有直流输电阀组冗余测量控制系统中两个控制系统的切换瞬间时，出口执行控制系统的错误命令或无法有效出口控制系统的命令导致直流输电系统运行不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制方法，冗余测量控制系统包括冗余设置的至少两个控制系统，包括以下步骤：

1)分别获取各控制系统的主备状态，主备状态包括主控状态和从控状态；

2)根据各控制系统的主备状态判断出口执行对应控制系统的命令，包括以下判别情况：

①当至少两个控制系统均为主控状态时，出口执行最新变为主控状态的控制系统的命令；

②当所有控制系统均为从控状态时，出口执行 最后为主控状态对应的控制系统的命令。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制装置，出口控制装置用于分别连接冗余测量控制系统中冗余设置的各个控制系统，出口控制装置包括处理器，用于执行指令以实现以上出口控制方法。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种直流输电阀组冗余测量控制系统，包括冗余设置的至少两个控制系统和上述出口控制装置，各控制系统分别连接出口控制装置。

本发明的直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制方法、装置通过获取各控制系统的主备状态，并根据上述判别情况，分别判断出口执行对应控制系统的命令，避免了控制系统切换时出口执行错误命令，保证了直流输电系统的安全和稳定运行，减少了维修成本。并且，对于上述直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制装置，不需增加硬件成本，仅利用现有的出口控制装置就能实现有效的出口控制。

为解决冗余测量控制系统由于通信异常导致的出口执行错误命令或无法有效出口命令的问题，步骤1)还包括：分别获取各控制系统的通信状态，通信状态包括通信正常或异常；

步骤2)中的判别情况①、②中的判别条件还分别包括：各控制系统的通信状态均为通信正常。

对于上述通信状态的判断，根据各控制系统的通信质量状态信息判断相应各控制系统的通信正常或异常，所述通信质量状态信息包括通信链路超时信息、CRC频繁出错信息、主控状态或从控状态的识别字信息。

附图说明

图1是本发明的直流输电阀组冗余测量控制系统示意图；

图2是本发明的测控接口装置DFV100内部CPU处理器工作过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示的直流输电阀组冗余测量控制系统，包括第一控制系统、第二控制系统、第一出口控制装置和第二出口控制装置，第一出口控制装置分别通过光纤连接第一控制系统和第二控制系统，第二出口控制装置分别通过光纤连接第一控制系统和第二控制系统。第一控制系统和第二控制系统均采用HCM3000控制平台，第一控制系统和第二控制系统之间通过主备切换模块RCD100实现控制系统的主备状态切换。第一出口控制装置和第二出口控制装置的型号均为DFV100，各出口控制装置均接收来自第一控制系统和第二控制系统的命令，并根据本发明提出的出口控制方法出口执行对应控制系统的命令，各出口控制装置通过电信号动作单元对控制系统的命令进行断路器、刀闸、进线开关等I/O终端开出操作。

第一控制系统、第二控制系统之间的主备切换模块RCD100由硬连接电气线相互通信；第一/第二控制系统和第一/第二出口控制装置之间为全双工通信，通信介质为多模光纤；出口控制装置通过硬连接电气线控制断路器、刀闸和进线开关等I/O终端的开合状态。

基于上述直流输电阀组冗余测量控制系统，本发明的出口控制方法包括以下步骤：

1)分别获取第一控制系统和第二控制系统的主备状态，主备状态包括主控状态和从控状态；分别获取第一控制系统和第二控制系统的通信状态，通信状态为通信正常或异常。

2)根据第一控制系统和第二控制系统的主备状态判断出口执行对应控制系统的命令，包括以下判别情况：

①当其中一个控制系统的主备状态为主控状态、另一个控制系统的主备状态为从控状态，且第一控制系统和第二控制系统的通信状态均为通信正常时，出口执行主控状态对应的控制系统的命令。

②当第一控制系统和第二控制系统均为主控状态，且第一控制系统和第二控制系统的通信状态均为通信正常时，出口执行最新变为主控状态的控制系统的命令。

③当第一控制系统和第二控制系统均为从控状态，且第一控制系统和第二控制系统的通信状态均为通信正常时，出口执行 最后为主控状态对应的控制系统的命令。

④当其中一个控制系统的通信状态为通信正常、另一个控制系统的通信状态为通信异常时，出口执行通信正常对应的控制系统的命令。

⑤当第一控制系统和第二控制系统的通信状态均为通信异常时，出口执行清零操作命令。

以上出口控制方法的真值表如下表所示：

上表中，OK表示通信正常，ERR表示通信异常，Q为出口控制装置的当前出口状态，Q′为上一次的出口状态，即此次主控状态、从控状态切换前的出口状态，上表的A表示出口执行第一控制系统的命令，B表示出口执行第二控制系统的命令，若Q′＝A，则Not Q′＝B；若Q′＝B，则Not Q′＝A。

对于上述通信状态的判断，根据第一控制系统或第二控制系统的通信质量状态信息判断通信正常或异常，通信质量状态信息包括通信链路超时信息、CRC频繁出错信息、主控状态或从控状态的识别字信息。

本发明通过第一控制系统和第二控制系统的主备状态，并根据上述五种判别情况，分别判断出口执行对应控制系统的命令，避免了第一控制系统和第二控制系统切换时或者由第一控制系统和第二控制系统的通信异常导致的出口执行错误命令，保证了直流输电系统的安全和稳定运行，减少了维修成本。并且，对于上述直流输电阀组冗余测量控制系统及其出口控制装置，不需增加硬件成本，仅利用现有的出口控制装置就能实现有效的出口控制。

上述直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制装置包括处理器，用于执行指令以实现以上出口控制方法，该处理器的工作过程如图2所示，具体步骤如下：

(1)系统上电；

(2)系统复位初始化；

(3)等待定时器中断；

(4)定时器中断到来后，判断第一/第二控制系统的主备状态；

(5)根据各控制系统的主备状态判断出口执行对应控制系统的命令；

(6)判断开出分频计数器Count是否等于配置开出分频参数，如果小于配置开出分频参数，则开出分频计数器的计数自动加1，且跳过开出操作，回到步骤(3)，如果等于配置开出分频参数，则执行开出操作扫描任务；

(7)开出操作；

(8)在一次全局开出任务完成后，回到步骤(3)等待下一次全局开出任务。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，例如，为解决现有直流输电阀组冗余测量控制系统中两个控制系统的切换瞬间时，出口执行控制系统的错误命令或无法有效出口控制系统的命令导致直流输电系统运行不稳定的问题，而不考虑由控制系统的通信异常导致的出口命令错误，在判断出口执行对应控制系统的命令时可以不考虑判断控制系统的通信状态这一条件，即步骤2)仅考虑判别情况①、②、③，且不需判断控制系统的通信状态。

本实施例中提到的控制系统指的是第一控制系统和第二控制系统，本实施例中提到的出口控制装置指的是第一出口控制装置和第二出口控制装置。

又如，本实施例之所以设置两个出口控制装置，是用于解决单独设置出口控制装置时、由出口控制装置故障导致无法有效出口命令的问题，作为更简单的实施方式，可以仅设置一个出口控制装置按照上述出口控制方法进行出口控制。

又如，本发明的直流输电阀组冗余测量控制系统，还可以包括两个以上冗余设置的控制系统，各控制系统分别连接至出口控制装置，出口控制装置中的处理器根据各控制系统的主备状态判断出口执行对应控制系统的命令，包括以下判别情况：

当至少两个控制系统均为主控状态时，出口执行最新变为主控状态的控制系统的命令；当所有控制系统均为从控状态时，出口执行 最后为主控状态对应的控制系统的命令。

因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制方法，冗余测量控制系统包括冗余设置的至少两个控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

1）分别获取各控制系统的主备状态和通信状态，主备状态包括主控状态和从控状态，通信状态包括通信正常或异常；

2）根据各控制系统的主备状态和通信状态判断出口执行对应控制系统的命令，包括以下判别情况：

①当至少两个控制系统均为主控状态且通信状态正常时，出口执行最新变为主控状态的控制系统的命令；

②当所有控制系统均为从控状态且通信状态正常时，出口执行 最后为主控状态对应的控制系统的命令；

③当各控制系统的通信状态均为通信异常时，出口执行清零操作命令。

2.根据权利要求1所述的直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制方法，其特征在于，根据各控制系统的通信质量状态信息判断相应各控制系统的通信正常或异常，所述通信质量状态信息包括通信链路超时信息、CRC频繁出错信息、主控状态或从控状态的识别字信息。

3.一种直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制装置，其特征在于，出口控制装置用于分别连接冗余测量控制系统中冗余设置的各个控制系统，出口控制装置包括处理器，用于执行指令以实现以下步骤：

1）分别获取各控制系统的主备状态和通信状态，主备状态包括主控状态和从控状态，通信状态包括通信正常或异常；

2）根据各控制系统的主备状态和通信状态判断出口执行对应控制系统的命令，包括以下判别情况：

①当至少两个控制系统均为主控状态且通信正常时，出口执行最新变为主控状态的控制系统的命令；

②当所有控制系统均为从控状态且通信正常时，出口执行 最后为主控状态对应的控制系统的命令；

③当各控制系统的通信状态均为通信异常时，出口执行清零操作命令。

4.根据权利要求3所述的直流输电阀组冗余测量控制系统的出口控制装置，其特征在于，根据各控制系统的通信质量状态信息判断相应各控制系统的通信正常或异常，所述通信质量状态信息包括通信链路超时信息、CRC频繁出错信息、主控状态或从控状态的识别字信息。

5.一种直流输电阀组冗余测量控制系统，其特征在于，包括冗余设置的至少两个控制系统，各控制系统分别连接如权利要求3或4所述的出口控制装置。

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