[發(fā)明專利]基于極控系統(tǒng)與閥基控制設(shè)備的冗余系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110063219.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102201670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊岳峰;高陽(yáng);王韌秋;張新剛;賀之淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J1/00
• 分類號(hào): H02J1/00;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的電力電子直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種模塊化多電平柔性直流輸電閥基控制設(shè)備冗余方式

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)直流輸電中，極控系統(tǒng)的主/從系統(tǒng)采取兩套相同配置的控制通道，一個(gè)工作，一個(gè)熱備用。主/從系統(tǒng)下發(fā)兩路控制命令給閥基電子設(shè)備VBE，VBE進(jìn)行或運(yùn)算后，將主系統(tǒng)發(fā)送的命令再下發(fā)給閥單元。由于模塊化多電平柔性直流輸電閥觸發(fā)命令不再是單獨(dú)的點(diǎn)火指令，而是若干觸發(fā)指令的組合，如IGBT觸發(fā)、保護(hù)晶閘管觸發(fā)、旁路開(kāi)關(guān)觸發(fā)等命令，所以，傳統(tǒng)的VBE冗余切換方式已經(jīng)不能全滿足模塊化多電平柔性直流輸電閥的控制要求。

本發(fā)明就是在此基礎(chǔ)上提出一種新的冗余方案，該方案閥基控制設(shè)備通過(guò)主從信號(hào)鑒頻對(duì)主從系統(tǒng)進(jìn)行判斷，通過(guò)兩套獨(dú)立的電流控制單元與上層主/從系統(tǒng)接口，橋臂控制單元采取雙中央處理板設(shè)計(jì)，分別與兩套電流控制單元接口，橋臂控制單元接口板根據(jù)主從信號(hào)將兩路相同的觸發(fā)命令區(qū)分出主系統(tǒng)命令，下發(fā)閥層子模塊。

發(fā)明內(nèi)容：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種新的冗余方案滿足模塊化多電平柔性直流輸電閥的控制要求。

本發(fā)明提供的基于極控系統(tǒng)與閥基控制設(shè)備冗余系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于：

所述極控系統(tǒng)包括主系統(tǒng)和從系統(tǒng)；所述主系統(tǒng)和從系統(tǒng)分別包括控制單元；

所述閥基控制設(shè)備包括主設(shè)備和從設(shè)備；所述主設(shè)備和所述從設(shè)備分別包括電流控制單元和橋臂控制單元；

所述閥基控制設(shè)備的主設(shè)備和從設(shè)備、所述極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)和從系統(tǒng)、所述極控系統(tǒng)主系統(tǒng)和所述閥基控制設(shè)備主設(shè)備以及所述極控系統(tǒng)從系統(tǒng)和所述閥基控制設(shè)備從設(shè)備分別用光纖連接。

本發(fā)明提供的第一優(yōu)選方案的冗余系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于，所述橋臂控制單元設(shè)置兩個(gè)中央處理板。

本發(fā)明基于另一種目的提供的基于極控系統(tǒng)與閥基控制設(shè)備的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其改進(jìn)之處在于：

所述極控系統(tǒng)包括主系統(tǒng)和從系統(tǒng)；所述主系統(tǒng)和從系統(tǒng)均包括控制單元；

所述閥基控制設(shè)備包括主設(shè)備和從設(shè)備；所述主設(shè)備和所述從設(shè)備均包括電流控制單元和橋臂控制單元；

所述極控系統(tǒng)用鑒頻方法判定使用極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)或從系統(tǒng)；

當(dāng)出現(xiàn)下述故障，極控系統(tǒng)和閥基控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)冗余系統(tǒng)切換：

1)所述極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)自身控制單元的控制器故障；

(2)所述極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)判定所述閥基控制設(shè)備的主設(shè)備反饋超時(shí)和反饋幀頻繁校驗(yàn)錯(cuò)；

(3)所述閥基控制設(shè)備的主設(shè)備故障、請(qǐng)求切換信號(hào)CHANGE為1且所述極控系統(tǒng)響應(yīng)CHANGE信號(hào)。

本發(fā)明提供的第一優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述請(qǐng)求切換信號(hào)CHANGE改為1的條件為：

(a)所述極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)發(fā)送的串行數(shù)據(jù)超時(shí)；

(b)所述極控系統(tǒng)的主系統(tǒng)發(fā)送的串行數(shù)據(jù)頻繁校驗(yàn)錯(cuò)；

(c)所述橋臂控制單元接收不到反饋信號(hào)；

(d)所述橋臂控制單元的反饋信息頻繁校驗(yàn)錯(cuò)。

本發(fā)明提供的第二優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述橋臂控制單元設(shè)置大于兩個(gè)中央處理板。

本發(fā)明提供的第三優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述鑒頻方法是當(dāng)主/從系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，所述從/主系統(tǒng)的控制單元的Active信號(hào)在10μs內(nèi)出現(xiàn)至少5個(gè)上升沿，此時(shí)主從系統(tǒng)進(jìn)行切換。

本發(fā)明提供的第四優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述主/從系統(tǒng)進(jìn)行切換時(shí)，所述主/從設(shè)備隨之切換主從狀態(tài)。

本發(fā)明提供的第五優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述極控系統(tǒng)響應(yīng)CHANGE信號(hào)是指當(dāng)主設(shè)備的CHANGE為1，從設(shè)備的CHANGE為0時(shí)，所述極控系統(tǒng)允許主/從設(shè)備切換。

本發(fā)明提供的第六優(yōu)選方案的方法，其改進(jìn)之處在于，所述橋臂控制單元的接口板根據(jù)所述極控系統(tǒng)的Active信號(hào)的頻率選擇中央處理板。

與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提出的VBC冗余方案與極控系統(tǒng)配合邏輯清晰，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可靠性高。

本發(fā)明中的VBC作為模塊化多電平柔性直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)和子模塊控制器之間的接口設(shè)備，可以完成模塊化多電平柔性直流閥的實(shí)時(shí)控制及保護(hù)功能。提高了柔性直流輸電設(shè)備可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明提供的VBC冗余方案示意圖；

圖2：本發(fā)明提供的VBC主從信號(hào)鑒頻示意圖；

圖3：本發(fā)明提供的接口板不同主從指令下的數(shù)據(jù)下發(fā)邏輯；

圖4：本發(fā)明提供的極控系統(tǒng)與VBC冗余切換邏輯示意圖；

其中，X為狀態(tài)無(wú)效。