CN120357922B - 一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流输电控制技术领域，公开了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法，该装置包括：配置于第一不完整极换流站中第一极的第一极控制主机模块、第一数字接口选择模块和第一光通信检修接口模块；配置于第一不完整极换流站中第二极的第二极控制主机模块、第二数字接口选择模块和第二光通信检修接口模块；配置于第二不完整极换流站中第一极的第三极控制主机模块、第三数字接口选择模块和第三光通信检修接口模块；配置于第二不完整极换流站中第二极的第四极控制主机模块、第四数字接口选择模块和第四光通信检修接口模块。本发明可以实现串联多端特高压直流系统中两个不完整极换流站极控制主机间的大容量快速通信。

Description

一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法

技术领域

本发明涉及直流输电控制技术领域，特别是涉及一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法。

背景技术

高压直流输电技术凭借损耗低、占地少等优势，在远距离、大容量输电中优势明显。目前，特高压直流输电工程发展迅速，点对点送电已形成成熟技术体系，多端高压直流输电系统也得到广泛应用，但是串联多端特高压直流应用较少。

串联多端特高压直流系统对直流极控的站间通信要求极高，这与传统的两端换流站站间通信区别显著。传统的特高压直流系统站间通信仅需传输少量信号，采用复用光纤的2M带宽通信即可，现有的直流控制保护站间通信方法也仅适用于2M带宽通信，无法满足串联多端特高压直流系统的大容量快速通信需求。同时，装置间关键控制通信对直流系统运行至关重要。在传统的特高压直流系统中，这类通信在站内进行，可以通过快速LAN网等实现高速直连通信。但是，串联多端特高压直流系统将站内设备分散至不同地域的不完整极换流站，导致传统的站内通信连接方式不再适用。

因此，有必要重新设计不完整极换流站的极控制站间通信结构，以同时满足同步要求、带宽要求及通道冗余要求。

发明内容

本发明的目的是满足串联多端特高压直流系统中两个不完整极换流站的站间控制需求。为了实现上述目的，本发明提供了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，应用于串联多端特高压直流系统，所述串联多端特高压直流系统包括第一不完整极换流站和第二不完整极换流站，两个不完整极换流站同在送端或同在受端，每一所述不完整极换流站均包括第一极和第二极，所述站间通信装置包括：

配置于所述第一不完整极换流站中所述第一极且依次连接的第一极控制主机模块、第一数字接口选择模块和第一光通信检修接口模块；

配置于所述第一不完整极换流站中所述第二极且依次连接的第二极控制主机模块、第二数字接口选择模块和第二光通信检修接口模块；

配置于所述第二不完整极换流站中所述第一极且依次连接的第三极控制主机模块、第三数字接口选择模块和第三光通信检修接口模块；

配置于所述第二不完整极换流站中所述第二极且依次连接的第四极控制主机模块、第四数字接口选择模块和第四光通信检修接口模块；

其中，所述第一光通信检修接口模块通过第一光纤连接至所述第三光通信检修接口模块，所述第二光通信检修接口模块通过第二光纤连接至所述第四光通信检修接口模块。

优选地，每一极控制主机模块均包括值班主机和备用主机，每一所述极控制主机模块均被配置为生成并向对侧不完整极换流站同一极发送关键控制信号和极控制状态信号，其中，所述关键控制信号包括极电流指令、触发角指令和电压平衡控制补偿信号，所述极控制状态信号包括主机运行状态、直流极运行状态和极控制系统故障等级。

优选地，每一数字接口选择模块均包括第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元，每一所述数字接口选择模块均被配置为基于对侧不完整极换流站同一极发送的极控制状态信号选择最优信号源，并将所述最优信号源同时传输至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。

优选地，所述第一数字接口选择单元和所述第二数字接口选择单元以交叉连接方式连接至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。

优选地，所述第一光纤和所述第二光纤均包括若干光纤通信链路，每一光通信检修接口模块均包括第一光通信检修接口单元和第二光通信检修接口单元。

优选地，每一所述光通信检修接口模块均被配置为基于预设通道选择策略连接至对应光纤的最优光纤通信链路，其中，所述预设通道选择策略包括基于每一光纤通信链路两侧每一所述光通信检修接口模块的状态监测数据选择最优光纤通信链路，所述状态监测数据包括工作模式、自检数据和光信号接收数据。

第二方面，本发明实施例提供了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信方法，应用于如上所述的串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，所述站间通信方法，包括：

通过第一极控制主机模块生成第一极控系统运行数据，并将所述第一极控系统运行数据发送至第一数字接口选择模块，其中，所述第一极控系统运行数据包括第一控制指令和第一运行状态；

通过所述第一数字接口选择模块对所述第一极控系统运行数据进行加密得到第一加密数据，并将所述第一加密数据传输至第一光通信检修接口模块；

通过所述第一光通信检修接口模块将所述第一加密数据通过第一光纤发送至第三光通信检修接口模块；

通过所述第三光通信检修接口模块将所述第一加密数据传输至第三数字接口选择模块；

通过所述第三数字接口选择模块对所述第一加密数据进行解密得到第一解密数据，并将所述第一解密数据发送至第三极控制主机模块；

通过所述第三极控制主机模块读取并执行所述第一解密数据。

优选地，所述站间通信方法，还包括：

通过第二极控制主机模块生成第二极控系统运行数据，并将所述第二极控系统运行数据发送至第二数字接口选择模块，其中，所述第二极控系统运行数据包括第二控制指令和第二运行状态；

通过所述第二数字接口选择模块对所述第二极控系统运行数据进行加密得到第二加密数据，并将所述第二加密数据传输至第二光通信检修接口模块；

通过所述第二光通信检修接口模块将所述第二加密数据通过第二光纤发送至第四光通信检修接口模块；

通过所述第四光通信检修接口模块将所述第二加密数据传输至第四数字接口选择模块；

通过所述第四数字接口选择模块对所述第二加密数据进行解密得到第二解密数据，并将所述第二解密数据发送至第四极控制主机模块；

通过所述第四极控制主机模块读取并执行所述第二解密数据。

优选地，所述站间通信方法，还包括：

通过第三极控制主机模块生成第三极控系统运行数据，并将所述第三极控系统运行数据发送至第三数字接口选择模块，其中，所述第三极控系统运行数据包括第三控制指令和第三运行状态；

通过所述第三数字接口选择模块对所述第三极控系统运行数据进行加密得到第三加密数据，并将所述第三加密数据传输至第三光通信检修接口模块；

通过所述第三光通信检修接口模块将所述第三加密数据通过第一光纤发送至第一光通信检修接口模块；

通过所述第一光通信检修接口模块将所述第三加密数据传输至第一数字接口选择模块；

通过所述第一数字接口选择模块对所述第三加密数据进行解密得到第三解密数据，并将所述第三解密数据发送至第一极控制主机模块；

通过所述第一极控制主机模块读取并执行所述第三解密数据。

优选地，所述站间通信方法，还包括：

通过第四极控制主机模块生成第四极控系统运行数据，并将所述第四极控系统运行数据发送至第四数字接口选择模块，其中，所述第四极控系统运行数据包括第四控制指令和第四运行状态；

通过所述第四数字接口选择模块对所述第四极控系统运行数据进行加密得到第四加密数据，并将所述第四加密数据传输至第四光通信检修接口模块；

通过所述第四光通信检修接口模块将所述第四加密数据通过第二光纤发送至第二光通信检修接口模块；

通过所述第二光通信检修接口模块将所述第四加密数据传输至第二数字接口选择模块；

通过所述第二数字接口选择模块对所述第四加密数据进行解密得到第四解密数据，并将所述第四解密数据发送至第二极控制主机模块；

通过所述第二极控制主机模块读取并执行所述第四解密数据。

本发明实施例一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法与现有技术相比，其有益效果在于：各极控制主机模块、数字接口选择模块以及光通信检修接口模块在不完整极换流站内有序互联，并通过光纤在站间建立直接连接，极大地减少了信号传输延迟，实现了不同换流站间各类控制信号与状态信息的高速同步传输，有效保障了串联多端特高压直流系统的稳定运行；根据实际通信需求灵活分配光纤带宽资源，这种设计避免了数据传输过程中的拥塞现象，为极电流指令、触发角指令等大量关键数据的传输提供了充足带宽，能够满足系统对实时性和数据量的要求；各光通信检修接口模块根据预设通道选择策略，通过分析链路两侧模块的工作模式、自检数据、光信号接收数据，动态选择最优光纤通信链路，当某一链路出现故障时，能够基于状态监测数据快速切换至备用链路，维持通信稳定。

附图说明

图1是本发明实施例站间通信装置的结构示意图；

图2是本发明实施例站间通信装置的另一结构示意图；

图3是本发明实施例站间通信方法的流程示意图；

附图标记：

PCP1、第一极控制主机模块；PCP2、第二极控制主机模块；PCP3、第三极控制主机模块；PCP4、第四极控制主机模块；DIS1、第一数字接口选择模块；DIS2、第二数字接口选择模块；DIS3、第三数字接口选择模块；DIS4、第四数字接口选择模块；OMI1、第一光通信检修接口模块；OMI2、第二光通信检修接口模块；OMI3、第三光通信检修接口模块；OMI4、第四光通信检修接口模块；PCP1A、第一极控制主机模块的A主机；PCP1B、第一极控制主机模块的B主机；PCP2A、第二极控制主机模块的A主机；PCP2B、第二极控制主机模块的B主机；PCP3A、第三极控制主机模块的A主机；PCP3B、第三极控制主机模块的B主机；PCP4A、第四极控制主机模块的A主机；PCP4B、第四极控制主机模块的B主机；DIS1A、第一数字接口选择模块的第一数字接口选择单元；DIS1B、第一数字接口选择模块的第二数字接口选择单元；DIS2A、第二数字接口选择模块的第一数字接口选择单元；DIS2B、第二数字接口选择模块的第二数字接口选择单元；DIS3A、第三数字接口选择模块的第一数字接口选择单元；DIS3B、第三数字接口选择模块的第二数字接口选择单元；DIS4A、第四数字接口选择模块的第一数字接口选择单元；DIS4B、第四数字接口选择模块的第二数字接口选择单元；OMI1A、第一光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元；OMI1B、第一光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元；OMI2A、第二光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元；OMI2B、第二光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元；OMI3A、第三光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元；OMI3B、第三光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元；OMI4A、第四光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元；OMI4B、第四光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元；11、第一光纤通信链路；12、第二光纤通信链路；13、第三光纤通信链路；14、第四光纤通信链路；21、第五光纤通信链路；22、第六光纤通信链路；23、第七光纤通信链路；24、第八光纤通信链路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本发明的描述中，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领域技术人员通常理解的含义相同。本发明中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，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在一个特高压直流系统中，构成整流侧或逆变侧的同一极，由高压换流器和低压换流器组成。对于串联多端结构的特高压直流系统，高压换流器和低压换流器分别位于两个不同的换流站，这两个换流站均为不完整极换流站。

串联多端特高压直流系统采用单极结构或双极结构，工程中一般为双极结构。对于单极结构的串联多端特高压直流系统，高压换流器所在换流站仅拥有高压换流器，低压换流器所在换流站仅拥有低压换流器。对于双极结构的串联多端特高压直流系统，每个不完整极换流站包括两个极，每个极各一台换流器。也就是说，一个不完整极换流站拥有每个极的高压换流器，另一个不完整极换流站拥有每个极的低压换流器。

本发明实施例提供了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，应用于串联多端特高压直流系统。串联多端特高压直流系统包括三个或三个以上换流站，其中包括第一不完整极换流站和第二不完整极换流站，两个不完整极换流站同在送端或同在受端，每一不完整极换流站均包括第一极和第二极，可以理解的是，在特高压直流系统中，“极”是一个重要概念，其表示特高压直流系统中构成整流侧或逆变侧全部换流器的同一极。

如图1所示，站间通信装置包括：

配置于第一不完整极换流站中第一极且依次连接的第一极控制主机模块PCP1、第一数字接口选择模块DIS1和第一光通信检修接口模块OMI1；

配置于第一不完整极换流站中第二极且依次连接的第二极控制主机模块PCP2、第二数字接口选择模块DIS2和第二光通信检修接口模块OMI2；

配置于第二不完整极换流站中第一极且依次连接的第三极控制主机模块PCP3、第三数字接口选择模块DIS3和第三光通信检修接口模块OMI3；

配置于第二不完整极换流站中第二极且依次连接的第四极控制主机模块PCP4、第四数字接口选择模块DIS4和第四光通信检修接口模块OMI4。

第一数字接口选择模块分别连接于第一极控制主机模块和第一光通信检修接口模块，第二数字接口选择模块分别连接于第二极控制主机模块和第二光通信检修接口模块，第三数字接口选择模块分别连接于第三极控制主机模块和第三光通信检修接口模块，第四数字接口选择模块分别连接于第四极控制主机模块和第四光通信检修接口模块，第一光通信检修接口模块通过第一光纤1连接至第三光通信检修接口模块，第二光通信检修接口模块通过第二光纤2连接至第四光通信检修接口模块。

具体地，两个不完整极换流站间需要通信的直流控制设备为第一极和第二极各自的极控制主机模块。每一极控制主机模块均包括值班主机和备用主机，每一极控制主机模块均被配置为生成并向对侧不完整极换流站同一极发送关键控制信号和极控制状态信号。关键控制信号包括极电流指令、触发角指令和电压平衡控制补偿信号，极控制状态信号包括主机运行状态、直流极运行状态和极控制系统故障等级。进一步地，每一极控制主机模块还被配置为控制本侧不完整极换流站同一极的换流器，并根据极电流指令协调控制两个不完整极换流站同一极的换流器。

进一步地，如图2所示，第一极控制主机模块包括A主机PCP1A和B主机PCP1B，第二极控制主机模块包括A主机PCP2A和B主机PCP2B，第三极控制主机模块包括A主机PCP3A和B主机PCP3B，第四极控制主机模块包括A主机PCP4A和B主机PCP4B。每一极控制主机模块的两台主机互为冗余备用地位，同一时刻A主机和B主机中的一台为值班主机，另一台为备用主机。

每一极控制主机模块均向另一个不完整极换流站实时发送极电流指令、触发角指令、电压平衡控制补偿信号等保证直流系统运行所需的关键控制信号，以及主机运行状态、直流极运行状态、极控制系统故障等级等极控制状态信号用于对不完整极换流站进行信息选择。本实施例每一极控制主机模块具有不少于两个光纤接口，信号通过以太网协议组包并发出。

具体地，每一数字接口选择模块均包括第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元，每一数字接口选择模块均被配置为基于对侧不完整极换流站同一极发送的极控制状态信号选择最优信号源，并将最优信号源同时传输至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元以交叉连接方式连接至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。

进一步地，如图2所示，第一数字接口选择模块包括第一数字接口选择单元DIS1A和第二数字接口选择单元DIS1B，第二数字接口选择模块包括第一数字接口选择单元DIS2A和第二数字接口选择单元DIS2B，第三数字接口选择模块包括第一数字接口选择单元DIS3A和第二数字接口选择单元DIS3B，第四数字接口选择模块包括第一数字接口选择单元DIS4A和第二数字接口选择单元DIS4B。

每一数字接口选择模块应具有不少于两个端口连接至本侧不完整极换流站以及不少于一个端口连接至对侧不完整极换流站。每一数字接口选择模块的第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元，在不完整极换流站内一侧通过百兆光纤或网线以交叉连接的方式连接到对应极控制主机模块的A主机和B主机。每一数字接口选择模块内置有逻辑选择程序，用于根据对侧不完整极换流站的极控制主机模块发送的主机运行状态、直流极运行状态和极控制系统故障等级等极控制状态信号，从接收到的来自对侧不完整极换流站A主机或B主机发送的信号源，选择较优的一个信号源同时传输给本侧不完整极换流站的A主机和B主机。

具体地，第一光纤和第二光纤均包括若干光纤通信链路，两个不完整极换流站之间应具有不少于4个光纤通信链路。每一光纤通信链路均使用独立的光纤芯，这些光纤芯通信链路在两个不完整极换流站之间的路由无需具体限定，既可以集成在第一不完整极换流站和第二不完整极换流站间敷设的不同光缆中，也可以根据通信通道建设情况，连接至已有光通信网络的光纤配线架接口装置或其他通信装置，从而通过途经其他变电站或通信节点的迂回路径进行光纤引接。每一光通信检修接口模块均包括第一光通信检修接口单元和第二光通信检修接口单元。每一光通信检修接口模块均被配置为基于预设通道选择策略连接至对应光纤的最优光纤通信链路。预设通道选择策略包括基于每一光纤通信链路两侧每一光通信检修接口模块的状态监测数据选择最优光纤通信链路，状态监测数据包括工作模式、自检数据和光信号接收数据。

进一步地，如图2所示，第一光纤和第二光纤均包括4条光纤通信链路，第一光纤包括第一光纤通信链路11、第二光纤通信链路12、第三光纤通信链路13和第四光纤通信链路14，第二光纤包括第五光纤通信链路21、第六光纤通信链路22、第七光纤通信链路23和第八光纤通信链路24。第一光通信检修接口模块包括第一光通信检修接口单元OMI1A和第二光通信检修接口单元OMI1B，第二光通信检修接口模块包括第一光通信检修接口单元OMI2A和第二光通信检修接口单元OMI2B，第三光通信检修接口模块包括第一光通信检修接口单元OMI3A和第二光通信检修接口单元OMI3B，第四光通信检修接口模块包括第一光通信检修接口单元OMI4A和第二光通信检修接口单元OMI4B。

每一光通信检修接口模块应具有不少于一个端口连接至本侧不完整极换流站以及不少于两个端口连接至对侧不完整极换流站。每一光通信检修接口模块在不完整极换流站内一侧通过百兆以上带宽的光纤或网线连接到对应的数字接口选择模块，在不完整极换流站外一侧通过百兆专用光纤芯扩展连接到不同光纤通信链路，并经光纤通信链路连接到对侧不完整极换流站对应的光通信检修接口模块，每一光通信检修接口模块分别连接到两条或两条以上不同的光纤通信链路。每条光纤通信链路均为百兆光纤。

光通信检修接口模块内部集成有预设通道选择策略，同一时刻仅连接到两条或两条以上通信链路中的其中一个。光通信检修接口模块具备光通道检测功能和切换功能，切换功能又分为自动切换和手动切换。通过实时发送设定的脉冲光信号等检测光纤通道的有效性。当通信无效时，表示该链路通信故障，光通信检修接口模块向数字接口选择模块发送该通道故障信号，并自动切换通信链路。在通信链路检修时，可以通过手动将一台光通信检修接口模块设置为“检修状态”等方式进行切换。此时，光通信检修接口模块将检测采用以太网协议的两个通信包发送的间隙进行切换。

上述自动切换和手动切换的切换功能通过光通信检修接口模块的预设通道选择策略实现，即根据光通信通道两侧光通信检修接口模块处于的运行/检修状态、自检正常、脉冲光信号接收正常等选择最优的通信链路。本实施例根据光通信通道两侧光通信检修接口模块均处于运行状态、自检正常、脉冲光信号接收正常以及光通信通道为首选通道，则选择该光通信通道为最优光纤通信链路。

本发明实施例一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，各极控制主机模块、数字接口选择模块以及光通信检修接口模块在不完整极换流站内有序互联，并通过光纤在站间建立直接连接，极大地减少了信号传输延迟，实现了不同换流站间各类控制信号与状态信息的高速同步传输，有效保障了串联多端特高压直流系统的稳定运行；根据实际通信需求灵活分配光纤带宽资源，这种设计避免了数据传输过程中的拥塞现象，为极电流指令、触发角指令等大量关键数据的传输提供了充足带宽，能够满足系统对实时性和数据量的要求；各光通信检修接口模块根据预设通道选择策略，通过分析链路两侧模块的工作模式、自检数据、光信号接收数据，动态选择最优光纤通信链路，当某一链路出现故障时，能够基于状态监测数据快速切换至备用链路，维持通信稳定。

本发明实施例提供了一种串联多端直流不完整极换流站站间通信方法，应用于如上所述的串联多端直流不完整极换流站站间通信装置。

如图3所示，站间通信方法，包括步骤：

S1、通过第一极控制主机模块生成第一极控系统运行数据，并将第一极控系统运行数据发送至第一数字接口选择模块；

第一极控制主机模块的值班主机和备用主机分别根据本站直流电流、本站直流端口电压、串联多端直流各系统运行等，按照设定的控制目标进行闭环调节控制，生成各类直流运行所需的第一极控系统运行数据即第一控制指令和第一运行状态。

这些控制指令和运行状态包括四大部分，一是用于调节各换流站的第一极换流器的指令，比如控制模式和极电流指令；二是调节本换流站第一极换流器的指令，比如触发角指令和触发脉冲指令；三是调节多个不完整极换流站极间进行附加控制的电压平衡控制补偿信号和换流器控制模式等指令；四是换流器运行状态、主机值班状态（值班状态、非值班状态和检修状态等）和通信健康状态等状态信号。第一极控制主机模块的值班主机和备用主机分别将本主机生成的第一控制指令和第一运行状态，通过以太网协议进行打包。两主机分别将通信包发送给第一数字接口选择模块的第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元。

S2、通过第一数字接口选择模块对第一极控系统运行数据进行加密得到第一加密数据，并将第一加密数据传输至第一光通信检修接口模块；

第一数字接口选择模块的第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元分别从第一极控制主机模块的两台主机接收通信包，增加第一数据接口选择模块的自检正常信息，并对通信包进行加密。第一数字接口选择单元将其处理后的通信包发送给第一光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元，第二数字接口选择单元将其处理后的通信包发送给第一光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元。

S3、通过第一光通信检修接口模块将第一加密数据通过第一光纤发送至第三光通信检修接口模块；

第一光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元分别经第一光纤通信链路和第二光纤通信链路向第三光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元发送通信包。第一光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元分别经第三光纤通信链路和第四光纤通信链路向第三光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元发送通信包。

第一光通信检修接口模块始终持续分别通过第一光纤通信链路和第二光纤通信链路向第三光通信检修接口模块相互按设定发送和接收脉冲光信号、接收脉冲信号正常/异常用于判断光纤通路连接状态，并发送本模块正常运行信号。当任一端光通信检修接口模块连续检测不到某光纤通路的脉冲光信号时，表示该光纤通路故障。第三光通信检修接口模块接收信号后，选择较优一路发送至第二不完整极换流站对应的第三数字接口选择模块。选择判定逻辑包括：1）某通道任一侧光通信检修接口模块处于“检修”状态时，不选择该通道；2）某通道任一侧光通信检修接口模块自检异常时，不选择该通道；3)某通道接收端未能接收到正确的光通信接口脉冲信号时，不选择该通道；4）多个通道可用时，优先使用预设的首选通道。

第一光通信检修接口模块在发送端可根据传输光纤长度选择配置或不配置光功率放大器。

S4、通过第三光通信检修接口模块将第一加密数据传输至第三数字接口选择模块；

第三光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元接收按照步骤S3中选取的通信通道的信息，并发送给第三数字接口选择模块的第一数字接口选择单元；第三光通信检修接口模块的第二光通信检修接口单元接收按照步骤S3中选取的通信通道的信息，并发送给第三数字接口选择模块的第二数字接口选择单元。

S5、通过第三数字接口选择模块对第一加密数据进行解密得到第一解密数据，并将第一解密数据发送至第三极控制主机模块；

第三数字接口选择模块的第一数字接口选择单元接收按照步骤S4中来自第三光通信检修接口模块的第一光通信检修接口单元的信息，将通信包解密，并从解析得到来自第一极控制主机模块的信息中，选择第一极控制主机模块中值班主机的信息，并将其同时转发给第三极控制主机模块的值班主机和备用主机。

S6、通过第三极控制主机模块读取并执行第一解密数据。

第三极控制主机模块的值班主机和备用主机分别接收到来自第一极控制主机模块中值班主机的信息。第三极控制主机模块的值班主机和备用主机分别读取信息中的控制模式、极电流指令和电压平衡控制补偿信号等，参与第二不完整极换流站的第一极换流器控制，并形成第二不完整极换流站第一极换流器调节所需的触发角指令和触发脉冲指令等，从而维持串联多端特高压直流系统不完整极换流站的平稳协调运行。

可以理解的是，步骤S1~步骤S6体现的是第一极控制主机模块向第三极控制主机模块发送信息的站间通信过程。

进一步地，站间通信方法，还包括步骤：

1）通过第二极控制主机模块生成第二极控系统运行数据，并将第二极控系统运行数据发送至第二数字接口选择模块；

第二极控系统运行数据包括第二控制指令和第二运行状态。

2）通过第二数字接口选择模块对第二极控系统运行数据进行加密得到第二加密数据，并将第二加密数据传输至第二光通信检修接口模块；

3）通过第二光通信检修接口模块将第二加密数据通过第二光纤发送至第四光通信检修接口模块；

4）通过第四光通信检修接口模块将第二加密数据传输至第四数字接口选择模块；

5）通过第四数字接口选择模块对第二加密数据进行解密得到第二解密数据，并将第二解密数据发送至第四极控制主机模块；

6）通过第四极控制主机模块读取并执行第二解密数据。

可以理解的是，步骤1）~步骤6）体现的是第二极控制主机模块向第四极控制主机模块发送信息的站间通信过程，其具体限定参见上文中第一极控制主机模块向第三极控制主机模块发送信息的站间通信过程（步骤S1~步骤S6）的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。

进一步地，站间通信方法，还包括步骤：

1）通过第三极控制主机模块生成第三极控系统运行数据，并将第三极控系统运行数据发送至第三数字接口选择模块；

第三极控系统运行数据包括第三控制指令和第三运行状态。

2）通过第三数字接口选择模块对第三极控系统运行数据进行加密得到第三加密数据，并将第三加密数据传输至第三光通信检修接口模块；

3）通过第三光通信检修接口模块将第三加密数据通过第一光纤发送至第一光通信检修接口模块；

4）通过第一光通信检修接口模块将第三加密数据传输至第一数字接口选择模块；

5）通过第一数字接口选择模块对第三加密数据进行解密得到第三解密数据，并将第三解密数据发送至第一极控制主机模块；

6）通过第一极控制主机模块读取并执行第三解密数据。

可以理解的是，步骤1）~步骤6）体现的是第三极控制主机模块向第一极控制主机模块发送信息的站间通信过程，其具体限定参见上文中第一极控制主机模块向第三极控制主机模块发送信息的站间通信过程（步骤S1~步骤S6）的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。

进一步地，站间通信方法，还包括步骤：

1）通过第四极控制主机模块生成第四极控系统运行数据，并将第四极控系统运行数据发送至第四数字接口选择模块；

第四极控系统运行数据包括第四控制指令和第四运行状态。

2）通过第四数字接口选择模块对第四极控系统运行数据进行加密得到第四加密数据，并将第四加密数据传输至第四光通信检修接口模块；

3）通过第四光通信检修接口模块将第四加密数据通过第二光纤发送至第二光通信检修接口模块；

4）通过第二光通信检修接口模块将第四加密数据传输至第二数字接口选择模块；

5）通过第二数字接口选择模块对第四加密数据进行解密得到第四解密数据，并将第四解密数据发送至第二极控制主机模块；

6）通过第二极控制主机模块读取并执行第四解密数据。

可以理解的是，步骤1）~步骤6）体现的是第四极控制主机模块向第二极控制主机模块发送信息的站间通信过程，其具体限定参见上文中第一极控制主机模块向第三极控制主机模块发送信息的站间通信过程（步骤S1~步骤S6）的限定，二者具有相同的功能和作用，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置及方法，各极控制主机模块、数字接口选择模块以及光通信检修接口模块在不完整极换流站内有序互联，并通过光纤在站间建立直接连接，极大地减少了信号传输延迟，实现了不同换流站间各类控制信号与状态信息的高速同步传输，有效保障了串联多端特高压直流系统的稳定运行；根据实际通信需求灵活分配光纤带宽资源，这种设计避免了数据传输过程中的拥塞现象，为极电流指令、触发角指令等大量关键数据的传输提供了充足带宽，能够满足系统对实时性和数据量的要求；各光通信检修接口模块根据预设通道选择策略，通过分析链路两侧模块的工作模式、自检数据、光信号接收数据，动态选择最优光纤通信链路，当某一链路出现故障时，能够基于状态监测数据快速切换至备用链路，维持通信稳定。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例直接相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。需要说明的是，上述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。

以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，应用于串联多端特高压直流系统，所述串联多端特高压直流系统包括第一不完整极换流站和第二不完整极换流站，两个不完整极换流站同在送端或同在受端，每一所述不完整极换流站均包括第一极和第二极，其特征在于，所述站间通信装置包括：

配置于所述第一不完整极换流站中所述第一极且依次连接的第一极控制主机模块、第一数字接口选择模块和第一光通信检修接口模块；

配置于所述第一不完整极换流站中所述第二极且依次连接的第二极控制主机模块、第二数字接口选择模块和第二光通信检修接口模块；

配置于所述第二不完整极换流站中所述第一极且依次连接的第三极控制主机模块、第三数字接口选择模块和第三光通信检修接口模块；

配置于所述第二不完整极换流站中所述第二极且依次连接的第四极控制主机模块、第四数字接口选择模块和第四光通信检修接口模块；

其中，所述第一光通信检修接口模块通过第一光纤连接至所述第三光通信检修接口模块，所述第二光通信检修接口模块通过第二光纤连接至所述第四光通信检修接口模块。

2.根据权利要求1所述的站间通信装置，其特征在于，每一极控制主机模块均包括值班主机和备用主机，每一所述极控制主机模块均被配置为生成并向对侧不完整极换流站同一极发送关键控制信号和极控制状态信号，其中，所述关键控制信号包括极电流指令、触发角指令和电压平衡控制补偿信号，所述极控制状态信号包括主机运行状态、直流极运行状态和极控制系统故障等级。

3.根据权利要求2所述的站间通信装置，其特征在于，每一数字接口选择模块均包括第一数字接口选择单元和第二数字接口选择单元，每一所述数字接口选择模块均被配置为基于对侧不完整极换流站同一极发送的极控制状态信号选择最优信号源，并将所述最优信号源同时传输至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。

4.根据权利要求3所述的站间通信装置，其特征在于，所述第一数字接口选择单元和所述第二数字接口选择单元以交叉连接方式连接至本侧不完整极换流站同一极的值班主机和备用主机。

5.根据权利要求1所述的站间通信装置，其特征在于，所述第一光纤和所述第二光纤均包括若干光纤通信链路，每一光通信检修接口模块均包括第一光通信检修接口单元和第二光通信检修接口单元。

6.根据权利要求5所述的站间通信装置，其特征在于，每一所述光通信检修接口模块均被配置为基于预设通道选择策略连接至对应光纤的最优光纤通信链路，其中，所述预设通道选择策略包括基于每一光纤通信链路两侧每一所述光通信检修接口模块的状态监测数据选择最优光纤通信链路，所述状态监测数据包括工作模式、自检数据和光信号接收数据。

7.一种串联多端直流不完整极换流站站间通信方法，应用于如权利要求1至6任一项所述的串联多端直流不完整极换流站站间通信装置，其特征在于，所述站间通信方法，包括：

通过第一极控制主机模块生成第一极控系统运行数据，并将所述第一极控系统运行数据发送至第一数字接口选择模块，其中，所述第一极控系统运行数据包括第一控制指令和第一运行状态；

通过所述第一数字接口选择模块对所述第一极控系统运行数据进行加密得到第一加密数据，并将所述第一加密数据传输至第一光通信检修接口模块；

通过所述第一光通信检修接口模块将所述第一加密数据通过第一光纤发送至第三光通信检修接口模块；

通过所述第三光通信检修接口模块将所述第一加密数据传输至第三数字接口选择模块；

通过所述第三数字接口选择模块对所述第一加密数据进行解密得到第一解密数据，并将所述第一解密数据发送至第三极控制主机模块；

通过所述第三极控制主机模块读取并执行所述第一解密数据。

8.根据权利要求7所述的站间通信方法，其特征在于，所述站间通信方法，还包括：

通过第二极控制主机模块生成第二极控系统运行数据，并将所述第二极控系统运行数据发送至第二数字接口选择模块，其中，所述第二极控系统运行数据包括第二控制指令和第二运行状态；

通过所述第二数字接口选择模块对所述第二极控系统运行数据进行加密得到第二加密数据，并将所述第二加密数据传输至第二光通信检修接口模块；

通过所述第二光通信检修接口模块将所述第二加密数据通过第二光纤发送至第四光通信检修接口模块；

通过所述第四光通信检修接口模块将所述第二加密数据传输至第四数字接口选择模块；

通过所述第四数字接口选择模块对所述第二加密数据进行解密得到第二解密数据，并将所述第二解密数据发送至第四极控制主机模块；

通过所述第四极控制主机模块读取并执行所述第二解密数据。

9.根据权利要求7所述的站间通信方法，其特征在于，所述站间通信方法，还包括：

通过第三极控制主机模块生成第三极控系统运行数据，并将所述第三极控系统运行数据发送至第三数字接口选择模块，其中，所述第三极控系统运行数据包括第三控制指令和第三运行状态；

通过所述第三数字接口选择模块对所述第三极控系统运行数据进行加密得到第三加密数据，并将所述第三加密数据传输至第三光通信检修接口模块；

通过所述第三光通信检修接口模块将所述第三加密数据通过第一光纤发送至第一光通信检修接口模块；

通过所述第一光通信检修接口模块将所述第三加密数据传输至第一数字接口选择模块；

通过所述第一数字接口选择模块对所述第三加密数据进行解密得到第三解密数据，并将所述第三解密数据发送至第一极控制主机模块；

通过所述第一极控制主机模块读取并执行所述第三解密数据。

10.根据权利要求7所述的站间通信方法，其特征在于，所述站间通信方法，还包括：

通过第四极控制主机模块生成第四极控系统运行数据，并将所述第四极控系统运行数据发送至第四数字接口选择模块，其中，所述第四极控系统运行数据包括第四控制指令和第四运行状态；

通过所述第四数字接口选择模块对所述第四极控系统运行数据进行加密得到第四加密数据，并将所述第四加密数据传输至第四光通信检修接口模块；

通过所述第四光通信检修接口模块将所述第四加密数据通过第二光纤发送至第二光通信检修接口模块；

通过所述第二光通信检修接口模块将所述第四加密数据传输至第二数字接口选择模块；

通过所述第二数字接口选择模块对所述第四加密数据进行解密得到第四解密数据，并将所述第四解密数据发送至第二极控制主机模块；

通过所述第二极控制主机模块读取并执行所述第四解密数据。