CN113176459B - 一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法及其电路，所述方法包括：S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查功率模块是否停止工作；S3，循环S1和S2，并记录循环次数，直至循环次数达到预设的阈值；S4，将功率模块的电压调节至额定工作电压，检查功率模块是否正常工作。本发明通过在功率模块最小工作电压附近对取能电源进行反复上下电，最终将功率模块电压上升至额定电压，能够测试出功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时是否能够正常工作。

Description

一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法及其电路
技术领域
本发明涉及柔性直流换流阀技术领域，尤其涉及一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法、电路、装置及存储介质。
背景技术
近年来，柔性直流输电技术得到了广泛应用，柔性直流换流阀是柔性直流输电工程的核心设备，相当于在电力系统中接入一个完全可控的智能化“电力阀门”，实现交流电与直流电的转换，并灵活控制电压、电流、无功功率和有功功率的输出与输入，再通过直流电缆或直流架空线连接送端和受端换流站，完成电力由送端到受端的输送。柔性直流换流阀的最小换流单元为功率模块，功率模块内部集成了取能电源、控制板卡、功率开关器件、直流支撑电容器等。其中，取能电源用于为内部控制及监测电子单元供电，通常要求在较低的最小工作电源电压下才能正常启动。然而，在某些特定系统工况下取能电源在最小工作电压附近波动，可能导致取能电源不能正常工作，电源模块锁存上次下电故障。当电源电压升至正常工作电压后，功率模块会错误判定电源故障，再次正常上电后不再接受阀控命令控制，导致正常的功率模块不可用，当不可用数量达到冗余数时，柔性直流停运。
目前的功率模块取能电源启动试验方法为对取能电源板卡或功率模块一次性阶跃施加最小工作电压，检查取能电源板卡是否能正常上电工作。但是，这种方法并不能发现功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时上下电多锁存故障的问题。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法及其电路，能够测试出功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时是否能够正常工作。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，所述方法应用于柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，所述方法包括：
S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；
S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；
S3，循环S1和S2，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
S4，将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
作为上述方案的改进，所述S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作，之后还包括：
若所述功率模块正常工作，则立即终止电压升高调节。
作为上述方案的改进，所述S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作，之后还包括：
若所述功率模块停止工作，则立即终止电压降低调节。
作为上述方案的改进，所述检查所述功率模块是否正常工作，具体为：
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1开通、下管IGBT2关断命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常开通，所述下管IGBT2是否能够正常关断；
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1关断、下管IGBT2开通命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常关断，所述下管IGBT2是否能够正常开通。
作为上述方案的改进，如权利要求1所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述预设的第一速率与所述预设的第二速率相等。
本发明实施例还提供了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，包括交流电源、交流调压器、整流器、限流电阻、负载电阻、电压监测表、电流监测表、功率模块和功率模块功能测试仪；
所述交流电源与所述交流调压器相连接，所述交流调压器的输出端与所述整流器的输入端相连接，所述整流器的输出端与所述限流电阻的一端相连接，所述限流电阻的另一端与所述功率模块的输入端相连接，所述功率模块的光接口与所述功率模块功能测试仪相连接，所述功率模块还与所述电压检测表和所述电流检测表相连接，所述电流检测表还与所述负载电阻串联。
作为上述方案的改进，所述功率模块功能测试仪用于发出对所述功率模块的控制命令，所述功率模块功能测试仪还用于接收所述功率模块的工作状态信息。
本发明实施例还提供了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，包括：
上电模块，用于根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；
下电模块，用于根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；
循环模块，用于循环上电模块和下电模块，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
检查模块，用于将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
本发明实施例还提供了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一项所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
相对于现有技术，本发明实施例提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法、电路、装置及存储介质的有益效果在于：通过根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；循环上电和下电，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。本发明实施例通过在功率模块最小工作电压附近对取能电源进行反复上下电，最终将功率模块电压上升至额定电压，能够测试出功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时是否能够正常工作。
附图说明
图1是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法的一个优选实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验电路的一个优选实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置的一个优选实施例的结构示意图；
图4是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置的另一个优选实施例的结构示意图。
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作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。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法的一个优选实施例的流程示意图。所述方法应用于柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，所述方法包括：
S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；
S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；
S3，循环S1和S2，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
S4，将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
具体的，请参阅图2，图2是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验电路的一个优选实施例的结构示意图。所述柔性直流换流阀功率模块启动试验电路包括交流电源、交流调压器、整流器、限流电阻、负载电阻、电压监测表、电流监测表、功率模块和功率模块功能测试仪；
所述交流电源与所述交流调压器相连接，所述交流调压器的输出端与所述整流器的输入端相连接，所述整流器的输出端与所述限流电阻的一端相连接，所述限流电阻的另一端与所述功率模块的输入端相连接，所述功率模块的光接口与所述功率模块功能测试仪相连接，所述功率模块还与所述电压检测表和所述电流检测表相连接，所述电流检测表还与所述负载电阻串联。所述功率模块功能测试仪用于发出对所述功率模块的控制命令，所述功率模块功能测试仪还用于接收所述功率模块的工作状态信息。
其中，交流电源优选为三相380V交流电源AC，交流调压器优选为三相380V/60W交流调压器T1，整流器优选为三相六桥臂二级管整流器D、限流电阻R1的阻值优选为1～5欧姆。
需要说明的是，取能电源的上电电压一般为功率模块额定工作电压的0.2倍，下电电压一般比上电电压低50V。柔性直流换流阀功率模块启动试验电路可输出电压范围为90％功率模块下电电压至110％的功率模块上电电压，使功率模块的取能电源上电和下电不间断循环，最后一次正常上电。循环次数的预设阈值通常设为3次。
本发明实施例通过在功率模块最小工作电压附近对取能电源进行反复上下电，最终将功率模块电压上升至额定电压，能够测试出功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时是否能够正常工作。
在另一个优选实施例中，所述S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作，之后还包括：
若所述功率模块正常工作，则立即终止电压升高调节。
具体的，按照预设的第一速率调节交流调压器，使得功率模块电压升高至取能电源的上电电压，通过电压表监测V1的V2，检查到功率模块上送到上层控制系统的信号正常，控制板卡正常上电工作，信号正常时立即终止电源升高调节。
在又一个优选实施例中，所述S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作，之后还包括：
若所述功率模块停止工作，则立即终止电压降低调节。
具体的，按照预设的第二速率调节交流调压器，使得功率模块电压降低至取能电源的下电电压，通过电压表监测V1的V2，检查到功率模块上送到上层控制系统的信号中断，控制板卡停止工作，信号中断时立即终止电源降低调节。
作为优选方案，所述检查所述功率模块是否正常工作，具体为：
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1开通、下管IGBT2关断命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常开通，所述下管IGBT2是否能够正常关断；
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1关断、下管IGBT2开通命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常关断，所述下管IGBT2是否能够正常开通。
具体的，通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1开通、下管IGBT2关断命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常开通，所述下管IGBT2是否能够正常关断，若均正常，则V1与V2的值大致相等，功率模块功能测试仪收到IGBT1开通信息。通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1关断、下管IGBT2开通命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常关断，所述下管IGBT2是否能够正常开通，若均正常，则V1值为IGBT的管压降，小于功率模块电压V2值，功率模块功能测试仪收到IGBT2开通信息。
作为优选方案，所述预设的第一速率与所述预设的第二速率相等。
具体的，所述预设的第一速率与所述预设的第二速率通常为5V/s～10V/s。
相应地，本发明还提供一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，能够实现上述实施例中的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法的所有流程。
请参阅图3，图3是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置的一个优选实施例的结构示意图。所述柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，包括：
上电模块301，用于根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；
下电模块302，用于根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；
循环模块303，用于循环上电模块和下电模块，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
检查模块304，用于将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
优选地，所述上电模块301还用于：
若所述功率模块正常工作，则立即终止电压升高调节。
优选地，所述下电模块302还用于：
若所述功率模块停止工作，则立即终止电压降低调节。
优选地，所述检查模块304中检查所述功率模块是否正常工作，具体为：
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1开通、下管IGBT2关断命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常开通，所述下管IGBT2是否能够正常关断；
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1关断、下管IGBT2开通命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常关断，所述下管IGBT2是否能够正常开通。
优选地，所述预设的第一速率与所述预设的第二速率相等。
在具体实施当中，本发明实施例提供的柔性直流换流阀功率模块启动试验装置的工作原理、控制流程及实现的技术效果，与上述实施例中的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法对应相同，在此不再赘述。
请参阅图4，图4是本发明提供的一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置的另一个优选实施例的结构示意图。所述柔性直流换流阀功率模块启动试验装置包括处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中且被配置为由所述处理器401执行的计算机程序，所述处理器401执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
优选地，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序1、计算机程序2、……)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
所述处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器401也可以是任何常规的处理器，所述处理器401是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器402主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器402可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡和闪存卡(Flash Card)等，或所述存储器402也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述柔性直流换流阀功率模块启动试验装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，图4的结构示意图仅仅是上述终端设备的示例，并不构成对上述终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
本发明实施例提供了一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法、电路、装置及存储介质，通过根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10％的电压裕度；根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述下电电压取-10％的电压裕度；循环上电和下电，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，检查所述功率模块是否正常工作，并通过功率模块功能测试仪检查所述功率模块的功能是否正常。本发明实施例通过在功率模块最小工作电压附近对取能电源进行反复上下电，最终将功率模块电压上升至额定电压，能够测试出功率模块取能电源在最小工作电压附近波动时是否能够正常工作。
需说明的是，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的系统实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述方法应用于柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，所述方法包括：
S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10%的电压裕度，所述上电电压为所述功率模块的最小工作电压；
S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10%的电压裕度；
S3，循环S1和S2，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
S4，将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
2.如权利要求1所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述S1，根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作，之后还包括：
若所述功率模块正常工作，则立即终止电压升高调节。
3.如权利要求1所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述S2，根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作，之后还包括：
若所述功率模块停止工作，则立即终止电压降低调节。
4.如权利要求1所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述检查所述功率模块是否正常工作，具体为：
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1开通、下管IGBT2关断命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常开通，所述下管IGBT2是否能够正常关断；
通过功率模块功能测试仪发出功率模块上管IGBT1关断、下管IGBT2开通命令，检查所述上管IGBT1是否能够正常关断，所述下管IGBT2是否能够正常开通。
5.如权利要求1所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，所述预设的第一速率与所述预设的第二速率相等。
6.一种柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，应用于如权利要求1至5中任意一项所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法，其特征在于，包括交流电源、交流调压器、整流器、限流电阻、负载电阻、电压监测表、电流监测表、功率模块和功率模块功能测试仪；
所述交流电源与所述交流调压器相连接，所述交流调压器的输出端与所述整流器的输入端相连接，所述整流器的输出端与所述限流电阻的一端相连接，所述限流电阻的另一端与所述功率模块的输入端相连接，所述功率模块的光接口与所述功率模块功能测试仪相连接，所述功率模块还与所述电压监测表和所述电流监测表相连接，所述电流监测表还与所述负载电阻串联。
7.如权利要求6所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验电路，其特征在于，所述功率模块功能测试仪用于发出对所述功率模块的控制命令，所述功率模块功能测试仪还用于接收所述功率模块的工作状态信息。
8.一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，其特征在于，包括：
上电模块，用于根据预设的第一速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压升高至取能电源的上电电压，并检查所述功率模块是否正常工作；其中，所述上电电压取+10%的电压裕度，所述上电电压为所述功率模块的最小工作电压；
下电模块，用于根据预设的第二速率对交流调压器进行调节，使得功率模块的电压降低至取能电源的下电电压，并检查所述功率模块是否停止工作；其中，所述下电电压取-10%的电压裕度；
循环模块，用于循环上电模块和下电模块，并记录循环次数，直至所述循环次数达到预设的阈值；
检查模块，用于将所述功率模块的电压调节至额定工作电压，并检查所述功率模块是否正常工作。
9.一种柔性直流换流阀功率模块启动试验装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至5中任意一项所述的柔性直流换流阀功率模块启动试验方法。
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