CN117458850A - 柔直换流阀启动时序控制方法、装置、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔直换流阀启动时序控制方法、装置、系统和存储介质，属于电力系统柔性直流输电技术领域。该方法在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常，则进行子模块自检和旁路能力检测，并在检测出子模块具备旁路能力且在主动充电开始之前启动黑模块检测。本发明以现有柔性直流控制保护软硬件平台和经过工程应用的控制保护系统为基础，统筹考虑不同技术路线的优缺点，实现柔直控制系统启动功能策略统一，进一步提高柔直控制系统运行可靠性。

Description

柔直换流阀启动时序控制方法、装置、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及一种柔直换流阀启动时序控制方法、装置、系统和存储介质，属于电力系统柔性直流输电技术领域。

背景技术

模块化多电平柔性直流输电(MMC-HVDC)是新一代的直流输电技术，柔性直流控制系统是柔性直流输电系统的核心设备，对系统安全性和可靠性影响重大。在柔直工程运行中，换流阀承担着交、直流转换功能，是换流站的核心设备，需有完备可靠的保护装置，但柔性直流换流阀充电之后若未能与阀控建立通信则会产生黑模块，导致柔性直流控制无法正常解锁运行，严重影响柔直输电的能量可用率。为了对换流阀中存在的黑模块进行检测，实现对换流阀的有效保护，需要根据柔性直流输电换流阀启动过程设置黑模块检测的启动时序。

目前设置黑模块检测时序的方法包括在换流阀子模块开始自检之前进行黑模块检测，由于该阶段电压较低，会导致误判；或者是在不确定换流阀子模块是否具备旁路能力时进行黑模块检测，此方法也会影响故障判别结果；或者是在主动充电完成后进行黑模块自检，此时电压较高容易出现风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔直换流阀启动时序控制方法、装置、系统和存储介质，用以解决如何实现换流阀安全可靠启动的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种柔直换流阀启动时序控制方法：

在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常，则进行子模块自检和旁路能力检测，并在检测出子模块具备旁路能力之后，在主动充电开始之前启动黑模块检测。

本发明在设置黑模块检测时序时，考虑到换流阀子模块何时开始自检和是否具备旁路能力对黑模块检测结果造成的影响，对黑模块检测进行了合理设置，在子模块开始自检且具备旁路能力后，在主动充电开始之前启动黑模块检测，排除了电压过低或过高以及暂不具备旁路能力对黑模块检测结果准确性的影响，确保换流阀稳定可靠性运行。

进一步地，在黑模块检测完后，控制主动充电启动。

本发明将黑模块检测过程设置在主动充电之前，确保黑模块检测处于电压稳定的环境下进行，提高了检测的准确性。

进一步地，该方法还包括在主动充电过程中对子模块的电压进行检测并判断是否满足解锁条件。

本发明能够对处于不同电压的换流阀子模块进行是否满足解锁条件的判定。

进一步地，所述的解锁条件指的是各子模块的平均电压大于0.9p.u.，黑模块检测结果为无黑模块。

进一步地，以子模块工作电源正常的时刻作为子模块自检的启动时刻，设置第一延时时间，作为子模块自检的持续时间；所述第一延时时间小于5s。

进一步地，以子模块工作电源正常的时刻作为子模块旁路能力检测的启动时刻，设置第二延时时间，作为子模块旁路能力检测的持续时间；所述第二延时时间大于第一延时时间，设为1s-15s。

进一步地，所述黑模块检测的窗口设置为10ms-1s。

本发明根据换流阀子模块中控板带电和自检情况，对不同电压下阀控和换流阀子模块中控板的工作内容进行了总结。按照控制需要，进一步规范直流控制方法管理，排查深层次隐患，合理设置子模块自检、黑模块检测以及主动充电的时序，实现阀控和换流阀子模块中控板不同的控制和保护功能配置，保证换流阀启动阶段保护功能的全面性，避免了以往工程出现换流阀启动阶段个别保护不及时造成换流站故障，提高了换流阀运行以及柔直工程运行的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种柔直换流阀启动时序控制装置,包括：处理器和存储器；所述处理器执行存储在存储器中的程序，以实现本发明所述的柔直换流阀启动时序控制方法，并达到与该方法相同的有益效果。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于被处理器执行时，使所述存储介质所在设备执行本发明公开的柔直换流阀启动时序控制方法，并达到与该方法相同的有益效果。

本发明还提供了一种柔直换流阀启动时序控制系统，包括用于在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常时进行子模块自检和旁路能力检测的模块，以及在检测出子模块具备旁路能力之后，在主动充电开始之前启动黑模块检测的模块。

进一步地，该系统还包括用于在黑模块检测完后，控制主动充电启动的模块。

进一步地，该系统还包括用于在主动充电过程中对子模块的电压进行检测并判断是否满足解锁条件的模块。

进一步地，所述的解锁条件指的是各子模块的平均电压大于0.9p.u.，黑模块检测结果为无黑模块。

进一步地，该系统还包括用于以子模块工作电源正常的时刻作为子模块自检的启动时刻，设置第一延时时间，作为子模块自检的持续时间；所述第一延时时间小于5s。

进一步地，该系统还包括用于以子模块工作电源正常的时刻作为子模块旁路能力检测的启动时刻，设置第二延时时间，作为子模块旁路能力检测的持续时间；所述第二延时时间大于第一延时时间，设为1s-15s。

进一步地，所述黑模块检测的窗口设置为10ms-1s。

附图说明

图1是本发明柔性直流换流阀子模块保护配置及启动时序示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

方法实施例：

设置检测黑模块启动时序需要考虑换流阀子模块自检开始时间、是否具备旁路能力以及何时完成主动充电。若在换流阀子模块开始自检之前进行黑模块检测，由于该阶段电压较低，会导致误判；若在不确定换流阀子模块是否具备旁路能力时进行黑模块检测，也会影响故障判别结果；若在主动充电完成后进行黑模块自检，此时电压较高容易出现风险。

为此，本发明提供了一种柔直换流阀启动时序控制方法，该方法在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常，则进行子模块自检和旁路能力检测，并在检测出子模块具备旁路能力且在主动充电开始之前启动黑模块检测。

本实施例将柔性直流输电换流阀(简称柔直换流阀)启动过程分为T0-T7共8个不同阶段，如图1所示，下面对各个阶段分别进行介绍。

T0时刻：合交流断路器。该阶段取能电源无输出，子模块状态不可控，子模块中控板无保护使能。

T1时刻：子模块取能电源开始工作，电容电压达到取能电源门槛值，本实施例中子模块启动门槛电压约400V。

T2时刻：子模块中控板开始工作。子模块工作电源正常，FPGA开始工作，具备硬件过压保护功能，同时开始自检，本实施例中自检开始电压约800-900V。

T3时刻：子模块自检完成。从T2自检经△t1延时后子模块完成自检，△t1为子模块自检时间，一般设置△t1＜5s。子模块自检完成后，中控板、驱动板、电源板具备正常工作能力，本实施例中自检完成时子模块电压约1000V。

T4时刻：旁路能力检测结束，检测结果为具备旁路能力。从T2开始计时，经过延时△t2后，旁路开关储能电容充电完成，具备合闸能力。△t2为旁路开关储能电容充电时间，一般设置为1s-15s，△t2＞△t1。具备旁路能力后使能上下行通讯故障、欠压故障、过压故障等所有保护功能，本实施例中子模块具备旁路能力时，不控充电电压已达到稳定值约0.7p.u.。

T4结束时刻：黑模块检测窗口。从T2开始计时，经过延时△t3(图1中的“延时2”)，△t3≥△t2，子模块旁路能力检测结束，检测结果为具备旁路能力。子模块具备旁路能力后启动黑模块检测。黑模块检测时间窗口可调整，设置过短容易误判，过长容易漏判，因此将黑模块检测窗口设置为10ms-1s。

T5时刻：开始主动充电(也叫可控充电)。从T2开始计时，经过延时△t4(图1中的“延时1”)后，黑模块检测结束，此时进入主动充电。△t4减去△t3所得结果为黑模块检测时间。

T6时刻：阀组就绪。当换流阀同时满足下列两项条件：(1)6个桥臂子模块平均电压均大于0.9p.u.；(2)无黑模块，换流阀充电完成，产生阀组就绪信号。换流阀充电完成时，电压约0.9-1.0p.u.，具备解锁条件。

T7时刻：换流阀解锁。极控收到VBC valve ready信号后，执行RFO，运行人员收到调度指令后解锁换流阀。

本发明将柔性直流输电换流阀启动过程分为T0-T7共8个不同阶段，根据各阶段换流阀子模块中控板带电和自检情况，对各个阶段阀控和换流阀子模块中控板的工作内容进行了总结。本发明兼顾了换流阀交流启动、直流启动以及交直流混合启动多种工况，按照控制需要，对各个时序启用不同的控制保护策略，实现各阶段阀控和换流阀子模块中控板不同的控制和保护功能配置，实现换流阀安全可靠启动及稳定运行。

装置实施例：

本发明还提供了一种柔直换流阀启动时序控制装置，该控制装置包括处理器和存储器；处理器执行存储在存储器中的程序，以实现本发明所述的柔性直流柔直换流阀启动时序控制方法，以现有柔性直流控制保护软硬件平台和经过工程应用的控制保护方法为基础，统筹考虑不同技术路线的优缺点，实现柔直控制装置启动功能策略统一，进一步提高柔直控制装置运行的可靠性。该柔性直流柔直换流阀启动时序控制装置的工作过程已经在上述的柔性直流换流阀控制方法实施例中进行了详细介绍，此处不再赘述。

存储介质实施例：

本发明的一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使存储介质所在设备执行本发明的柔性直流柔直换流阀启动时序控制方法。

其中，存储器可为利用电能方式存储信息的各式存储器。

系统实施例：

本发明还提供了一种柔直换流阀启动时序控制系统，包括用于在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常时进行子模块自检和旁路能力检测的模块，以及在检测出子模块具备旁路能力之后，在主动充电开始之前启动黑模块检测的模块。具体的实现方式已在方法实施例中进行了详述，这里不再赘述。

本发明不局限于所描述的实施方式，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出的各种变形的模型、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常，则进行子模块自检和旁路能力检测，并在检测出子模块具备旁路能力之后，在主动充电开始之前启动黑模块检测。

2.根据权利要求1所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，在黑模块检测完后，控制主动充电启动。

3.根据权利要求1或2所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，该方法还包括在主动充电过程中对子模块的电压进行检测并判断是否满足解锁条件。

4.根据权利要求3所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，所述的解锁条件指的是各子模块的平均电压大于0.9p.u.，黑模块检测结果为无黑模块。

5.根据权利要求1所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，以子模块工作电源正常的时刻作为子模块自检的启动时刻，设置第一延时时间，作为子模块自检的持续时间；所述第一延时时间小于5s。

6.根据权利要求1所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，以子模块工作电源正常的时刻作为子模块旁路能力检测的启动时刻，设置第二延时时间，作为子模块旁路能力检测的持续时间；所述第二延时时间大于第一延时时间，设为1s-15s。

7.根据权利要求1所述的柔直换流阀启动时序控制方法，其特征在于，所述黑模块检测的窗口设置为10ms-1s。

8.一种柔直换流阀启动时序控制装置，其特征在于,包括：处理器和存储器；所述处理器执行存储在存储器中的程序，以实现如权利要求1-7任一项所述的柔直换流阀启动时序控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于被处理器执行时，使所述存储介质所在设备执行权利要求1-7任意一项所述的柔直换流阀启动时序控制方法。

10.一种柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，包括用于在控制交流开关合闸后，若子模块工作电源正常时进行子模块自检和旁路能力检测的模块，以及在检测出子模块具备旁路能力之后，在主动充电开始之前启动黑模块检测的模块。

11.根据权利要求10所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，该系统还包括用于在黑模块检测完后，控制主动充电启动的模块。

12.根据权利要求10或11所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，该系统还包括用于在主动充电过程中对子模块的电压进行检测并判断是否满足解锁条件的模块。

13.根据权利要求12所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，所述的解锁条件指的是各子模块的平均电压大于0.9p.u.，黑模块检测结果为无黑模块。

14.根据权利要求10所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，该系统还包括用于以子模块工作电源正常的时刻作为子模块自检的启动时刻，设置第一延时时间，作为子模块自检的持续时间；所述第一延时时间小于5s。

15.根据权利要求10所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，该系统还包括用于以子模块工作电源正常的时刻作为子模块旁路能力检测的启动时刻，设置第二延时时间，作为子模块旁路能力检测的持续时间；所述第二延时时间大于第一延时时间，设为1s-15s。

16.根据权利要求10所述柔直换流阀启动时序控制系统，其特征在于，所述黑模块检测的窗口设置为10ms-1s。