CN113432834A - 换流阀光路故障检测方法、装置和换流阀控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及换流阀光路故障检测方法、装置和换流阀控制系统。该换流阀光路故障检测方法应用于换流阀控制系统，换流阀控制系统包括至少两个光发射板，受光器，至少两个光接收板和控制器。该换流阀光路故障检测方法利用该光发射板和光接收板的冗余设计，在换流阀内晶闸管导通阶段，控制器控制各光发射板轮流发射光信号；然后根据在各光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。通过基于该换流阀控制系统下的控制逻辑，快速便捷地实现了换流阀光路故障的准确检测，可以极大地缩短换流阀系统故障检修和维修周期，减少在此期间造成的经济损失。

Description

换流阀光路故障检测方法、装置和换流阀控制系统

技术领域

本申请涉及高压直流输电技术领域，特别是涉及一种换流阀光路故障检测方法、装置和换流阀控制系统。

背景技术

高压直流输电技术具备远距离、大容量以及低损耗等优点，近些年来发展迅速。高压直流输电系统肩负着西电东送等重要任务，其安全稳定运行关乎所连交流电网的稳定性，一旦高压直流输电系统发生故障，将会导致大面积停电。换流阀作为高压直流输电系统的核心设备直接影响了高压直流输电系统的稳定性，因此对换流阀的故障检测方法的可靠性要求较高。

在现有的换流阀光路故障检测方法过程中，阀控系统发现光路故障直接输出跳闸信号申请直流跳闸，无法判定具体故障通路。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够具体判断晶闸管导通过程中哪一路光纤通路发生故障的换流阀光路故障检测方法、装置和换流阀控制系统。

一种应用于换流阀控制系统的换流阀光路故障检测方法，该换流阀控制系统包括：

至少两个光发射板，提供光信号；

受光器，该受光器用于将接收的各光发射板发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管，以驱动晶闸管的导通和关闭，且该受光器还用于将上述光信号分光后形成回检信号；

至少两个光接收板，各光接收板用于接收上述回检信号，并将上述回检信号转换为第一电信号输出；

控制器，该控制器分别与各光发射板和各光接收板电连接；

上述换流阀光路故障检测方法包括：

在换流阀内晶闸管导通阶段，控制器控制各所述光发射板轮流发射光信号；

控制器根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

上述换流阀光路故障检测方法，通过控制光发射板在晶闸管导通阶段轮流发射光信号至受光器，受光器再将接收光信号后发射回检信号至光接收板，控制器根据在光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板发送的第一电信号判断该光发射通路是否出现故障，实现换流阀光路故障的检测以及具体故障通路的判定。

在其中一个实施例中，换流阀光路故障检测方法还包括：在晶闸管触发阶段，控制器控制各光发射板同时发射光信号。

在其中一个实施例中，换流阀光路故障检测方法还包括：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号时，上报报警信号。

在其中一个实施例中，换流阀光路故障检测方法还包括：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到所有光接收板均未反馈第一电信号时，则输出跳闸信号，所述跳闸信号用于指示执行跳闸动作。

另外，本申请实施例还提供了一种换流阀控制系统，该系统包括：

至少两个光发射板，所述光发射板用于提供光信号；

受光器，该受光器用于将接收的各光发射板发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管，以驱动各晶闸管的导通和关闭，且受光器还用于将光信号分光后形成回检信号；

至少两个光接收板，各光接收板用于接收回检信号，并将回检信号转换为第一电信号；

控制器，该控制器分别与各光发射板和各光接收板电连接，该控制器用于执行上述换流阀光路故障检测方法的步骤。

在其中一个实施例中，光发射板的输出端与受光器的输入端采用光纤连接;和/或，光接收板的输入端与受光器的输出端采用光纤连接。

在其中一个实施例中，换流阀控制系统还包括：

至少两个供电电源，每个供电电源分别为控制器、各光发射板和各光接收板供电。

在其中一个实施例中，各供电电源供电的对象均对应设置至少两个DC/DC转换模块；供电电源的供电对象包括控制器、各光发射板和各光接收板；

对于每个供电电源的供电对象，供电对象对应的各DC/DC转换模块的输入端均与各供电电源的输出端连接，各DC/DC转换模块的输出端并联后输出至供电对象。

在其中一个实施例中，光发射板的数量大于等于3个；其中，任意两个光发射板的发射功率之和大于受光器所连接的晶闸管所需触发功率与对应的光路衰耗之和。

一种换流阀光路故障检测装置，应用于上述换流阀控制系统，该装置包括：

检测光触发模块，用于在换流阀内晶闸管导通阶段，控制各光发射板轮流发射光信号；

故障光路判定模块，用于根据在各光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为一个实施例中换流阀光路故障检测方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中换流阀光路故障检测方法的流程示意图；

图3为一个实施例中换流阀控制系统的结构示意图；

图4为一个实施例中供电电路示意图；

图5为一个实施例中换流阀光路故障检测装置的结构示意图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，高压直流输电输送容量大、损耗低，肩负着西电东送的重要任务，高压直流输电系统的稳定运行关乎所连交流电网的稳定性。一旦高压直流输电系统发生严重故障，将会导致大面积停电。换流阀作为高压直流输电过程中的核心设备直接影响了高压直流输电的稳定性。在现有的换流阀光路故障检测方法过程中，阀控系统发现光路故障直接输出跳闸信号申请直流跳闸，无法判定具体故障通路。

基于此，有必要提出一种高可靠性的换流阀光路故障检测方法以及高可靠性的换流阀控制系统。在一个实施例中，如图1所示，本申请提供了一种换流阀控制系统的换流阀光路故障检测方法，其应用的换流阀控制系统包括至少两个光发射板，受光器，至少两个光接收板和控制器。受光器将接收的各光发射板发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管，以驱动晶闸管的导通和关闭，且受光器还用于将光信号分光后形成回检信号；至少两个光接收板，各光接收板用于接收回检信号，并将回检信号转换为第一电信号输出；控制器，控制器分别与各光发射板和各光接收板电连接。其中，该受光器可以是一个或多个。受光器可以安装在换流阀的阀塔上。

上述换流阀光路故障检测方法在该换流阀控制系统中应用时，其实现故障检测的步骤包括：

S20：在换流阀内晶闸管导通阶段，控制器控制各所述光发射板轮流发射光信号。

其中，所述晶闸管导通阶段是指，光发射板发射光信号后经过受光器投射后作用至晶闸管，晶闸管承受正向电压且在门极有触发电流时，晶闸管导通并维持该导通状态的阶段。光发射板是指能够在驱动信号作用下发射光源的装置。控制各光发射板轮流发射光信号是指控制不同的光发射板在不同的时间段内发射光信号，即同一时间段内仅有一个光发射板发射光信号。

S40：控制器根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

其中，光接收板是指具有光电转换功能的器件，能够在接收到光信号后输出电信号的装置。光发射板对应的光路是指光发射板到受光器的光路。

具体的，控制器通过与各光发射板和各光接收板电连接，控制器在换流阀内晶闸管导通阶段，控制各所述光发射板轮流发射光信号；受光器接收各光发射板发射的光信号并传输至换流阀的各晶闸管，以驱动晶闸管的导通和关闭，同时，该受光器将上述光信号分光后形成回检信号投射至各光接收板，若光发射板对应的光路没有问题，则受光器可以正常地将回检信号投射至各光接收板，若光发射板对应的光路出现故障，则受光器无法正常投射该回检信号至光接收板，各光接收板在接收到上述回检信号时进行光电转换，生成并输出第一电信号，基于此，控制器根据在各光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号，即可判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障，最终实现故障光路的判定。由于单个时间段内仅输出一路发射光信号，所以本申请实施例提供的换流阀光路故障检测方法，不仅可以判断发射光路是否故障，还能够快速确定具体哪一个光发射板对应的光路故障，为后续进行维修提供重要的数据依据，大大缩短维修周期和成本。

在其中一个实施例中，如图2所示，上述换流阀光路故障检测方法，还包括：

S10：在晶闸管触发阶段，控制器控制各所述光发射板同时发射光信号。

其中，晶闸管触发阶段是指在光信号作用下晶闸管逐渐满足导通条件，由关断状态转为导通状态的过程。例如，在一个晶闸管的具体选型情况下，该晶闸管的触发阶段可以指当晶闸管的阳极与阴极间加上正向电压时，在阴极与控制极之间加上合适的触发电压与电流，晶闸管就断态转为通态的过程。本申请实施例提供的换流阀光路检测方法，为驱动晶闸管进入导通阶段，以便进行光路故障检测，所以在光路故障检测之前，即晶闸管触发阶段，通过控制各光发射板同时发射光信号至受光器，并利用受光器将光信号投射至晶闸管，驱动晶闸管导通，通过这种至少两路光发射板的设计方式，可以保证其中一路光发射板故障时，仍能正常触发晶闸管的导通，保证换流阀控制系统正常工作，提高可靠性。

在其中一个实施例中，上述换流阀光路故障检测方法，如图2所示，还包括：

S30：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号时，上报报警信号。

其中，报警信号是指能够提醒应用该换流阀光路故障检测方法的换流阀控制系统存在故障的信号。比如，报警信号可以为声光报警信号或者可在终端显示的数据信号等。具体的，若在晶闸管触发阶段，控制器检测到任意光接收板未反馈第一电信号，则说明，在光发射板、受光器、光接收板形成的光路中，某一个环节出现了问题，即换流阀控制系统存在故障，此时，通过上报报警信号的方式，提醒工作人员进行故障检修，可以避免由于设备故障导致的损失。

在其中一个实施例中，如图2所示，上述换流阀光路故障检测方法，还包括：

S50：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到所有所述光接收板均未反馈第一电信号时，则输出跳闸信号。

其中，跳闸信号是指用于指示执行跳闸动作的信号。具体的，由于本申请实施例提供的方法所应用的换流阀控制系统采用了冗余设计，这就使得，某一环节故障时，该换流阀控制系统仍能够正常触发晶闸管导通，例如，上述实施例中所述的，其中一个光发射板故障时，换流阀控制系统仍能维持正常工作，为避免这种情况下导致的误跳闸操作，本申请实施例提供的换流阀光路故障检测方法，在晶闸管触发阶段，控制器只有在检测到所有的光接收板均未反馈第一电信号时，才会输出跳闸信号，进行跳闸控制。

在其中一个实施例中，换流阀控制系统中还包括监视接口板。监视接口板接收来自换流阀阀塔上安装的晶闸管监视单元反馈的光信号并将接收到的光信号转化为第二电信号发送至控制器。

如图2所示，换流阀光路故障检测方法还包括：

S60：控制器根据接收到该第二电信号判断换流阀中晶闸管的状态信息，所述晶闸管的状态信息包括晶闸管正常导通、晶闸管关断和/或晶闸管因过电压保护导致的开通。

具体地，晶闸管监视单元安装在阀塔上，每个晶闸管对应一个，用于保证在每个换流阀内串联状态下所有晶闸管承受相同的直流电压，同时晶闸管监视单元通过光纤传输，传输能够光信号至监视接口板，使监视接口板将该光信号转化为能够表征晶闸管状态的第二电信号，该第二电信号包括晶闸管的正向电压信号、反向电压信号以及高压信号等信号，监视接口板发送第二电信号至控制器，控制器根据接收到的监视接口板发送的第二电信号判断晶闸管的状态信息。其中，控制器根据各具体的第二电信号实现晶闸管的状态信息判断的过程可以包括：

（1）控制器根据是否接收到监视接口板发送反向电压信号判断晶闸管是否已关断；

（2）控制器根据是否接收到监视接口板发送的正向电压信号判断晶闸管是否能开通；

（3）控制器根据是否接收到监视接口板发送的高压信号判断应开通而未开通的晶闸管是否因过电压保护导致开通。

其中，关于上述根据反向电压信号、正向电压信号和高压信号判定晶闸管的状态信息的具体实现可参照传统技术中对于换流阀晶闸管状态判定的具体实现，在此不做赘述，可按照本领域技术人员常规理解来理解上述判断过程的实现。

在一个可实施方式中，晶闸管监视单元根据检测到的晶闸管状态，可以发送3种不同脉宽（例如2μs、6μs、12μs这3种不同脉宽的脉冲）的脉冲返回至控制器，完成对换流阀阀片内晶闸管的监测。

在其中一个实施例中，换流阀控制系统中还包括RPU（recovery protectionunit，反向恢复保护板）接口板。如图2所示，上述换流阀光路故障检测方法还包括步骤：

S70：当晶闸管进入反向恢复期后，若检测到晶闸管电压变化率超过保护预设值，控制器发送控制信号至RPU接口板，RPU接口板将该控制信号转发至各反向恢复保护板，脉冲信号用于触发各个换流阀所对应的反向恢复保护板生成光触发信号至受光器，使受光器投射光信号至其晶闸管，以触发该晶闸管正常导通。

其中，晶闸管的反向恢复期是指晶闸管关断后的时间。保护预设值可以根据具体应用的换流阀系统所选定的晶闸管型号进行适应性设置。

上述实施例中的控制器可以是一个或多个具有控制功能的主控板，多个控制器的连接方式可参照上述实施例中对于单一控制器的电路连接及其控制实现过程。通过这种冗余设计，可以在单一控制器故障时，保证换流阀光路故障检测方法执行的可靠性，以及执行该方法步骤的换流阀控制系统的工作可靠性。

其中，该控制器用于将极控发送的触发角脉冲信号转化成阀触发角脉冲信号，并将脉冲信号发送至光发射板，并可以在反向恢复期发送控制信号至RPU接口板；控制器还可以用于接收光接收板发送的第一电信号和接收监视接口板发送的第二电信号，并连续地对第一电信号和第二电信号进行分析处理。

应该理解的是，虽然图1-图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在本申请实施例中还提供了一种换流阀控制系统，如图3所示，包括：控制器100、至少两个光发射板200、至少两个光接收板300、受光器400。光发射板200用于提供光信号；受光器400用于将接收的各光发射板200发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管500，以驱动各晶闸管500的导通和关闭，且受光器400还用于将光信号分光后形成回检信号；各光接收板300用于接收回检信号，并将回检信号转换为第一电信号；控制器100分别与各光发射板200和各光接收板300电连接，控制器100用于上述换流阀光路故障检测方法的步骤。

其中，受光器400可以是一个或多个光纤耦合器或分光器等具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，用于实现光信号功率在不同光纤间的分配或组合。该换流阀控制系统中，控制器100、各光接收板300和各光发射板200的名词解释及其所起的作用与上述换流阀光路故障检测方法实施例中的介绍相同，在此不做过多赘述。其中，光纤耦合器可以选用平面波导型光耦合器。

具体的，本申请实施例提供的换流阀控制系统，通过上述光电连接拓扑，控制器通过控制光发射板轮流发射光信号；保证一个时间段内，仅有一个光发射板200投射光信号至受光器400，若光发射光路正常，则受光器400可以正常将接收到的光信号分光后投射至光接收板300，触发光接收板300生成第一电信号反馈至控制器100，即控制器100在接收到该第一电信号时，即可判定在该时间段内发射光信号的光发射板200所对应光路上的器件无故障，可正常完成光传递。相反的，若控制器100控制某一光发射板200发射光信号的时间段内，控制器100未收到受光器400反馈的第一电信号，则说明此时光发射板200的发射光路上某个器件存在故障，不能正常进行光传递，此时控制器100即可判断该光发射板所对应的光路上存在器件故障，例如，该光发射板200故障或者该光发射板200与受光器400之间的光纤故障等。

在其中一个实施例中，换流阀控制系统还包括：RPU接口板600和/或监视接口板700，各监视接口板700的输入端均与控制器100连接，监视接口板700接收来自换流阀阀塔上安装的晶闸管监视单元900反馈的光信号并将接收到的光信号转化为第二电信号发送至控制器100，控制器100根据接收到该第二电信号判断换流阀中晶闸管500的状态信息，所述晶闸管500的状态信息包括晶闸管正常导通、晶闸管关断和/或晶闸管因过电压保护导致的开通。各RPU接口板600输出端均与控制器100连接。当晶闸管500进入反向恢复期后，若检测到晶闸管电压变化率超过保护预设值，控制器100发送控制信号至RPU接口板600，RPU接口板600将该控制信号转发至各反向恢复保护板800，脉冲信号用于触发各个换流阀所对应的反向恢复保护板800生成光触发信号至受光器400，使受光器400投射光信号至其晶闸管500，以触发该晶闸管500正常导通。

该换流阀控制系统中，RPU接口板600和监视接口板700的名词解释、具体实现过程及其所起的作用与上述换流阀光路故障检测方法实施例中的介绍相同，在此不做过多赘述。其中，RPU接口板600与反向恢复保护板800可以采用光纤连接。反向恢复保护板800与受光器400之间传递的光信号通过光纤传输。

在其中一个实施例中，如图3所示，光发射板200的输出端与所述受光器400的输入端采用光纤连接。光发射板200在将控制器发出的脉冲信号转化为光信号后，通过光纤作为传输载体将光信号传输至受光器400。

在其中一个实施例中，如图3所示，光接收板300的输入端与所述受光器400的输出端采用光纤连接。受光器400将光信号通过光纤返回至光接收板300。

在其中一个实施例中，如图3所示，换流阀控制系统还包括晶闸管监视单元900。其中，晶闸管监视单元900和监视接口板700通过光纤传输信号。

在其中一个实施例中，如图4所示，换流阀控制系统包括至少两个供电电源910，每个供电电源910的供电对象包括：换流阀控制系统中的控制器100、各光发射板200、各光接收板300。供电对象还可以包括监视接口板700和/或RPU接口板600和/或晶闸管监视单元900。

其中，每个供电电源910分别连接外部电源，例如220V的直流电源，将外部电源转换后，为每个供电对象供电。通过多路独立冗余供电电路的设计，在供电对象的单个供电电路的输入端发生接地短路等故障时，换流阀控制系统不因为单个供电电路故障输出跳闸信号，其他无故障的供电电路继续为供电对象供电，保证了换流阀控制系统中各个用电对象在某一路供电电路出现故障的情况下能够继续正常运行，通过供电电路的冗余设计，提高了换流阀控制系统的可靠性。

在其中一个实施例中，各供电电源910供电的对象均对应设置至少两个DC/DC转换模块920；供电电源910的供电对象包括控制器100、各光发射板200和各光接收板300；对于每个供电电源910的供电对象，供电对象对应的各DC/DC转换模块920的输入端均与各供电电源910的输出端连接，各DC/DC转换模块920的输出端并联后输出至供电对象。

具体的，如图3-4所示，上述控制器100、各光发射板200、各光接收板300、监视接口板700和RPU接口板600等供电电源910的供电对象，均对应设置至少两路DC/DC转换模块920，例如，可以是2路DC/DC转换模块920，两个DC/DC转换模块920的输入端与上述各供电电源910的输出端相连，各DC/DC转换模块920的输出端并联后向其对应的供电对象供电，为供电对象提供与其工作需求匹配的工作电压。

在其中一个实施例中，各DC/DC转换模块920的输出端可以与二极管串联后再接到供电对象，为供电对象供电。

在有些实施例中，各DC/DC转换模块920的输入端与其对应连接的供电电源910之间也都反向串接一二极管，二极管的正极连接供电电源910，二极管的负极连接各DC/DC转换模块920。通过限制电流流向，提高换流阀控制系统的工作可靠性。

其中，各供电对象对应的每个DC/DC转换模块920都可以单独进行使用，采用两路DC/DC转换模块920并联使用的方式增加了换流阀控制系统中供电电路的冗余性，从而提高了整个换流阀控制系统的可靠性。其中，关于DC/DC转换模块920的设置方式可以是独立于其对应的供电对象单独设置的，也可以集成在其对应的供电对象上。当DC/DC转换模块920集成在其供电对象时，该换流阀控制系统设备体积更小，占地面积更小，方便安装和移动，提高使用的便捷性。

在其中一个实施例中，光发射板的数量大于等于3个；其中，任意两个光发射板的发射功率之和大于受光器所连接的晶闸管所需触发功率与对应的光路衰耗之和。

为了更好地说明本申请实施例中光发射板冗余设计所带来的有益效果，在此以图3所示的3个光发射板200为例进行说明，但需要强调的是，此处举例并不对本申请实际保护范围造成限定。如图3所示，光发射板200至受光器400的通路为3路，各路之间完全独立冗余，一路损坏不影响光发射通路的正常建立。光接收板300为2个，受光器400至光接收板300通路为2路，各路之间完全独立冗余，一路光接收板300损坏不影响回检信号通路的正常建立，不引起跳闸。上述3个光发射板200中任意两个的发射功率之和大于受光器400所连接晶闸管500所需触发功率与对应的光路衰耗之和，因此，光发射板200至受光器400的通路中任意两路正常运行即可保证换流阀控制系统正常工作。受光器400至光接收板300的通路中，任意一路正常运行即可保证换流阀控制系统正常工作。采用该设计既考虑了经济性又兼顾了换流阀控制系统冗余性的要求，提高了换流阀控制系统的可靠性。

在其中一个实施例中，换流阀控制系统由两套互为冗余的系统组成，安装在换流阀控制保护室。正常情况下，一套系统主运行，另一套系统处于热备用状态，在其中一套控制系统中光发射板200、光接收板300、控制器100、RPU接口板600或监视接口板700等元件发生故障导致换流阀控制系统无法继续运行时，切换至备用换流阀控制系统继续运行，从而实现不因为单一换流阀控制系统故障影响整个高压直流输电系统的运行的目的，提高换流阀控制系统的可靠性。

本申请实施例提供的换流阀控制系统，通过配置独立冗余的换流阀回检通路和供电电路，单个回检通路故障、单个供电电源910故障和单个光发射板200或光接收板300故障不会导致直接跳闸，并通过控制各光发射板200轮流发射信号的方式对具体发生故障的通路进行判定，提高换流阀光路故障检测方法的可靠性和换流阀控制系统的可靠性，实现换流阀控制系统内单一元件损坏不导致直流跳闸，保证高压直流输电系统的安全稳定运行。

在其中一个实施例中，该换流阀控制系统为至少两套，其中一套换流阀控制系统处于运行状态，其余换流阀控制系统处于热备用状态。考虑到成本问题，在一个实施例中，该换流阀控制系统为两套。该换流阀控制系统可安装在控制保护室，方便工作人员在室内进行换流阀控制过程的监控。

本申请实施例还提供了一种换流阀光路故障检测装置，应用于上述换流阀控制系统，如图5所示，该装置包括：

检测光触发模块20，用于在换流阀内晶闸管导通阶段，控制各光发射板轮流发射光信号；

故障光路判定模块40，用于根据在各光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

在其中一个实施例中，如图5所示，换流阀光路故障检测装置还包括：

晶闸管触发信号生成模块60，用于在晶闸管触发阶段，控制各光发射板同时发射光信号。

在其中一个实施例中，换流阀光路故障检测装置还包括：

报警模块80，用于在晶闸管触发阶段，若检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号，则上报报警信号。

在其中一个实施例中，换流阀光路故障检测装置还包括：

跳闸模块90，用于在晶闸管触发阶段，若检测到所有光接收板均未反馈第一电信号，则输出跳闸信号，所述跳闸信号用于指示执行跳闸动作。

关于换流阀光路故障检测装置的具体限定可以参见上文中对于换流阀光路故障检测方法的限定，其应用对象换流阀控制系统的各部分组成介绍也可参照上述实施例中的描述，且能够达到上述实施例中的所有有益效果，在此不再赘述。上述换流阀光路故障检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种换流阀光路故障检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

S20：在换流阀内晶闸管导通阶段，控制器控制各所述光发射板轮流发射光信号；

S40：控制器根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S10：在晶闸管触发阶段，控制器控制各所述光发射板同时发射光信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S30：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号时，上报报警信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S50：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到所有所述光接收板均未反馈第一电信号时，则输出跳闸信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S60：控制器根据接收到该第二电信号判断换流阀中晶闸管的状态信息，所述晶闸管的状态信息包括晶闸管正常导通、晶闸管关断和/或晶闸管因过电压保护导致的开通。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S70：当晶闸管进入反向恢复期后，若检测到晶闸管电压变化率超过保护预设值，控制器发送控制信号至RPU接口板，RPU接口板将该控制信号转发至各反向恢复保护板，脉冲信号用于触发各个换流阀所对应的反向恢复保护板生成光触发信号至受光器，使受光器投射光信号至其晶闸管，以触发该晶闸管正常导通。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S20：在换流阀内晶闸管导通阶段，控制器控制各所述光发射板轮流发射光信号；

S40：控制器根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

S10：在晶闸管触发阶段，控制器控制各所述光发射板同时发射光信号。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

S30：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号时，上报报警信号。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

S50：在晶闸管触发阶段，控制器在检测到所有所述光接收板均未反馈第一电信号时，则输出跳闸信号。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

S60：控制器根据接收到该第二电信号判断换流阀中晶闸管的状态信息，所述晶闸管的状态信息包括晶闸管正常导通、晶闸管关断和/或晶闸管因过电压保护导致的开通。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

S70：当晶闸管进入反向恢复期后，若检测到晶闸管电压变化率超过保护预设值，控制器发送控制信号至RPU接口板，RPU接口板将该控制信号转发至各反向恢复保护板，脉冲信号用于触发各个换流阀所对应的反向恢复保护板生成光触发信号至受光器，使受光器投射光信号至其晶闸管，以触发该晶闸管正常导通。

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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换流阀光路故障检测方法，其特征在于，应用于换流阀控制系统，所述换流阀控制系统包括：

至少两个光发射板，提供光信号；

受光器，所述受光器用于将接收的各所述光发射板发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管，以驱动晶闸管的导通和关闭，且所述受光器还用于将所述光信号分光后形成回检信号；

至少两个光接收板，各所述光接收板用于接收所述回检信号，并将所述回检信号转换为第一电信号输出；

控制器，所述控制器分别与各所述光发射板和各所述光接收板电连接；

所述方法包括：

在换流阀内晶闸管导通阶段，所述控制器控制各所述光发射板轮流发射光信号；

所述控制器根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到所述光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

2.根据权利要求1所述的换流阀光路故障检测方法，其特征在于，还包括：

在晶闸管触发阶段，所述控制器控制各所述光发射板同时发射光信号。

3.根据权利要求2所述的换流阀光路故障检测方法，其特征在于，还包括：

在晶闸管触发阶段，所述控制器在检测到任意所述光接收板未反馈所述第一电信号时，上报报警信号。

4.根据权利要求2或3所述的换流阀光路故障检测方法，其特征在于，还包括：

在晶闸管触发阶段，所述控制器在检测到所有所述光接收板均未反馈第一电信号时，则输出跳闸信号，所述跳闸信号用于指示执行跳闸动作。

5.一种换流阀控制系统，其特征在于，包括：

至少两个光发射板，所述光发射板用于提供光信号；

受光器，所述受光器用于将接收的各所述光发射板发射的光信号传输至换流阀的各晶闸管，以驱动各所述晶闸管的导通和关闭，且所述受光器还用于将所述光信号分光后形成回检信号；

至少两个光接收板，各所述光接收板用于接收所述回检信号，并将所述回检信号转换为第一电信号；

控制器，所述控制器分别与各所述光发射板和各所述光接收板电连接，所述控制器用于执行权利要求1至4中任一项所述的换流阀光路故障检测方法的步骤。

6.根据权利要求5所述换流阀控制系统，其特征在于，所述光发射板的输出端与所述受光器输入端采用光纤连接；和/或，所述光接收板输入端与所述受光器输出端采用光纤连接。

7.根据权利要求5-6中任一项所述换流阀控制系统，其特征在于，还包括：

至少两个供电电源，每个供电电源均用于为所述控制器、各所述光发射板和各所述光接收板供电。

8.根据权利要求7所述换流阀控制系统，其特征在于，各所述供电电源供电的对象均对应设置至少两个DC/DC转换模块；所述供电电源的供电对象包括所述控制器、各所述光发射板和各所述光接收板；

对于每个供电电源的供电对象，所述供电对象对应的各DC/DC转换模块的输入端均与各所述供电电源的输出端连接，各所述DC/DC转换模块的输出端并联后输出至供电对象。

9.根据权利要求5-6中任一项所述换流阀控制系统，其特征在于，所述光发射板的数量大于等于3个；其中，任意两个光发射板的发射功率之和大于所述受光器所连接的晶闸管所需触发功率与对应的光路衰耗之和。

10.一种换流阀光路故障检测装置，其特征在于，应用于权利要求5-6中任一项所述的换流阀控制系统，所述装置包括：

检测光触发模块，用于在换流阀内晶闸管导通阶段，控制各所述光发射板轮流发射光信号；

故障光路判定模块，用于根据在各所述光发射板提供光信号的时间段内是否接收到所述光接收板输出的第一电信号判定发射光信号的光发射板所对应的光路是否故障。

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