CN110784015A - 一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，设于由第一换流站、第二汇流站与第三换流站构建而成的三端输电系统中，其包括信号接收模块与通讯切换模块；所述信号接收模块用于接收外界发送的极性转换信号；所述通讯切换模块用于对第一换流站、第二汇流站与第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯。本发明公开的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法，不需要再对三端直流输电系统的各极控装置进行改动，且整个通讯网络接线简单清晰，不增加延时。

Description

一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法

技术领域

本发明涉及电力系统直流输电技术领域，尤其涉及一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法。

背景技术

多端直流输电系统是指含有多个整流站或/和多个逆变站的直流输电系统。其最显著的特点在于能够实现多电源供电、多落点受电，提供一种更为灵活的输电方式。多端直流输电系统主要应用于：由多个能源基地输送电能到远方的一个或多个负荷中心；不能使用架空线路走廊的大城市或工业中心；直流输电线路中间分支接入负荷或电源；几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等，在电力系统直流输电技术领域有着十分广泛的应用。

具体的，请参见图2，为一种典型的三端直流输电系统一次设备输电拓扑结构示意图，其中包括换流站A、汇流站B、换流站C，三者均为双极结构，均包含极1换流器和极2换流器，可以实现三端双极运行。常规直流换流器因晶闸管电流单向导通性，换流器的直流电流方向固定，如图2所示，换流站A和汇流站B的换流器晶闸管方向朝上，换流站C的换流器晶闸管方向朝下，使得换流站A和汇流站B作为送端，换流站C作为受端，三站共同配合进行输电。而在实际应用中，如图2所示，在汇流站B配置有4把极性转换刀闸(分别为Q1、Q2、Q3、Q4)，可以通过对刀闸组合开关所代表的电气设备的一次连接方式进行改变，来实现汇流站B既作为送端又作为受端的极性转换需求。例如可以通过将Q1和Q3刀闸闭合，Q2和Q4刀闸断开来实现换流站A与汇流站B作为送端，换流站C作为受端；通过将Q1和Q3刀闸断开，Q2和Q4刀闸闭合来实现换流站A作为送端，汇流站B与换流站C作为受端。

由于极性转换下的三端直流输电系统的通讯网络十分复杂，因此对极性转换下的三端直流输电所涉及的各一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号就显得尤为重要。其中，极性转换下的三端直流输电系统所需要通讯的设备有很多，而为了适应输电系统不同运行模式的通讯需求，需要保证极性转换下的三端直流输电系统的各极控装置的站间通讯能够自动适应直流系统不同的运行模式，以使整个三端直流输电系统的极控装置在极性转换下的电气通信得到较好的保障。

具体的，请参见图3，为现有的一种极性转换下的三端直流输电系统极控装置的站间通讯结构示意图，在此种方法中，汇流站B的极1极控装置与换流站A的极1极控装置与极2极控装置、换流站C的极1极控装置与极2极控装置均需要建立通讯连接，且汇流站B的极2极控装置与换流站A的极1极控装置与极2极控装置、换流站C的极1极控装置与极2极控装置均也需要建立通讯连接，这无疑会大大增加通讯系统的接线，使得整个通讯网络接线变得复杂；更重要的是，如图3所示，此种方法需要对三端直流输电系统的各极控装置进行改动，增加逻辑判断开关，以使在极控装置的逻辑判断中根据当前极性反转开关(即逻辑开关)的状态切换选择数据来源，这会增加整个通信网络的判断逻辑，使得通讯网络的延时增加，极大的影响了极性转换下的三端直流输电系统的极控装置的站间通讯。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种适应直流系统不同运行模式的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，设于由第一换流站、第二汇流站与第三换流站构建而成的三端输电系统中，且所述第一换流站、所述第二汇流站与所述第三换流站均为双极结构，具体的，其包括信号接收模块与通讯切换模块。

其中，所述信号接收模块用于接收外界发送的极性转换信号。

所述通讯切换模块，其用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯；

所述通讯切换模块，其还用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯。

作为上述方案的改进，所述极性转换信号，具体有如下两种情况：

(1)所述极性转换信号为极性正送信号，此时所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为送端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统；

(2)所述极性转换信号为极性反送信号，此时所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为受端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统。

作为上述方案的改进，所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)若所述极性转换信号为极性正送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；

(2)若所述极性转换信号为极性反送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

作为上述方案的改进，所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)若所述极性转换信号为极性正送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；

(2)若所述极性转换信号为极性反送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

本发明另一实施例提供了一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换方法，包括如上所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置。

其中，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统；

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯。

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置还根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯。

本发明提供的一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法，通过采用可以自动适应直流输电系统不同的运行模式的站间通讯方法和与之对应的通讯切换装置，使得当三端直流输电系统在两个送端一个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯；当三端直流输电系统在一个送端两个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，整个流程不需要再对三端直流输电系统的各极控装置进行改动，且整个通讯网络接线拓扑简单清晰，不增加延时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本发明实施例提供的一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置的结构示意图；

图2是本发明背景技术提供的一种典型的三端直流输电系统一次设备输电拓扑结构示意图；

图3是本发明背景技术提供的一种带极性转换的三端输电系统各极控装置的站间通讯结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种三端直流输电系统在两送端一受端模式下的极控装置站间通讯结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种三端直流输电系统在两受端一送端模式下的极控装置站间通讯结构示意图。

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。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”及“第三”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序或暗示相对的重要性。

需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。其次，在本发明实施例的描述中，需要说明的是，可以在分布式计算环境中进行实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。此外，本发明可用于包括众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。

本发明一实施例提供了一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，具体的，请参见图1，为本发明实施例提供的一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置的结构示意图，其设置于由第一换流站、第二汇流站与第三换流站构建而成的三端输电系统中，且本发明的三端输电系统均为双极结构，即所述第一换流站、所述第二汇流站与所述第三换流站均为双极结构，均具有极1和极2两个结构。

本发明实施例提供的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置具体包括两个模块，分别为信号接收模块与通讯切换模块(图未示)。

其中所述信号接收模块用于接收外界发送的极性转换信号。在实际应用中，信号接受模块可由相关的信号接收电路与具体的单片机芯片等共同实现。

所述通讯切换模块，其用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯。在实际应用中，通讯切换模块可由具体的通讯电路与单片机芯片等共同实现。

所述通讯切换模块，其还用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯。

需要说明的是，极控装置为电气连接的二次设备，是起到对电力系统内一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备。在本发明实施例中，一次设备具体是指直接用于生产和使用电能的电气设备，如图2所示，即为典型的三端直流输电系统一次设备输电拓扑结构示意图，其主要采取刀闸开关的组合方式，当然，也可采用其他一次设备输电拓扑结构，本发明所要研究的是对这些一次设备的通讯方式进行改进。

在三端直流输电系统中，需要进行通讯的设备有很多，本发明所涉猎的是三端直流输电系统的极控装置的通讯，且由于三端直流输电系统的通讯分为站内通讯和站间通讯，本发明所涉猎的是极控装置的站间通讯，极控装置的站间通讯为通过交换机的点对点通讯，即采用网络和光纤进行通讯。

本发明实施例提供的一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，通过采用信号接收模块与通讯切换模块，使得当三端直流输电系统在两个送端一个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯；当三端直流输电系统在一个送端两个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，整个流程不需要再对三端直流输电系统的各极控装置进行改动，且整个通讯网络接线拓扑简单清晰，不增加延时。

优选地，在本实施例中，所述极性转换信号，其由运行人员根据直流系统的运行模式进行下发，具体的，可通过相关的通讯控制设备如工控机，HMI人机界面等进行下发，具体有如下两种情况：

(1)若要求三端输电系统运行在两个送端一个受端运行模式，则运行人员下发极性正送信号；若所述极性转换信号为极性正送信号，则此时对应的所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为送端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统；

(2)若要求三端输电系统运行在一个送端两个受端运行模式，则运行人员下发极性反送信号；若所述极性转换信号为极性反送信号，则此时对应的所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为受端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统。

需要说明的是，通讯切换装置用于接收由运行人员下发的极性转换信号，而一般的通讯设备均具有远程操控功能，在本发明实施例中，通讯切换装置可根据远程的运行人员下发的指令对三端直流输电系统进行对应的后续操作流程。

优选地，在本实施例中，所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)具体的，请参见图4，为本发明实施例提供的一种三端直流输电系统在两送端一受端模式下的极控装置站间通讯结构示意图，此时所述极性转换信号为极性正送信号，所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互。

(2)具体的，请参见图5，为本发明实施例提供的一种三端直流输电系统在一送端两受端模式下的极控装置站间通讯结构示意图，此时所述极性转换信号为极性反送信号，所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

优选地，在本实施例中，所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)如图4所示，所述极性转换信号为极性正送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；

(2)如图5所示，所述极性转换信号为极性反送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

本发明另一实施例提供了一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换方法，其包括如上所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，在本方法中，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统。

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯。

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置还根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯。

本发明提供的一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置及方法，通过采用可以自动适应直流输电系统不同的运行模式的站间通讯方法，使得当三端直流输电系统在两个送端一个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯；当三端直流输电系统在一个送端两个受端的运行模式下，第一换流站极1极控装置、第三换流站极1极控装置与第二汇流站极2极控装置进行自动切换的站间通讯，第一换流站极2极控装置、第三换流站极2极控装置与第二汇流站极1极控装置进行自动切换的站间通讯，整个流程不需要再对三端直流输电系统的各极控装置进行改动，且整个通讯网络接线拓扑简单清晰，不增加延时。

以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

Claims (5)

1.一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，设于由第一换流站、第二汇流站与第三换流站构建而成的三端输电系统中，且所述第一换流站、所述第二汇流站与所述第三换流站均为双极结构，其特征在于，包括信号接收模块与通讯切换模块；

所述信号接收模块用于接收外界发送的极性转换信号；

所述通讯切换模块，其用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯；

所述通讯切换模块，其还用于根据所述极性转换信号，使所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯。

2.根据权利要求1所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，其特征在于，所述极性转换信号，具体有如下两种情况：

(1)所述极性转换信号为极性正送信号，此时所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为送端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统；

(2)所述极性转换信号为极性反送信号，此时所述三端输电系统的电气连接为：

所述第二汇流站为受端系统，所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统。

3.根据权利要求2所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，其特征在于，所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)若所述极性转换信号为极性正送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；

(2)若所述极性转换信号为极性反送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第一换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第一换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

4.根据权利要求2所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，其特征在于，所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置建立起对应的站间通讯，具体包括：

(1)若所述极性转换信号为极性正送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；

(2)若所述极性转换信号为极性反送信号，则所述第二汇流站的极1极控装置与所述第三换流站的极2极控装置通过以太网进行数据交互；所述第二汇流站的极2极控装置与所述第三换流站的极1极控装置通过以太网进行数据交互。

5.一种带极性转换的三端输电系统站间通讯切换方法，包括如权利要求1～4任一项所述的带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置，其特征在于：

所述第一换流站为送端系统，所述第三换流站为受端系统；

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第一换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯；

所述第二汇流站的所述带极性转换的三端输电系统站间通讯切换装置还根据接收到的极性转换信号，在所述第二汇流站的极控装置与所述第三换流站的极控装置之间建立起对应的站间通讯。

Images