[發明專利]一種柔性直流輸電換流閥控制保護系統及閥控閉鎖方法

有效

• 申請號: 201510216573.2
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104821658B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 胡四全;吉攀攀;董朝陽;俎立峰;馮敏;李坤;馬俊杰
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/36
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

本發明涉及一種柔性直流輸電換流閥控制保護系統及閥控閉鎖方法，屬于電力系統的柔性直流輸電技術領域。本發明將閥控系統最上層的極控接口單元通過獨立通信通道與閥控系統最下層的子模塊接口單元連接起來，當閥控系統出現故障時，極控系統直接通過極控接口單元與子模塊接口單元之間的獨立通信通道將緊急閉鎖信號發送給子模塊，實現換流閥的閉鎖。本發明通過獨立的通信通道將極控系統與換流閥中的子模塊連接起來，當閥控系統出現故障且換流閥需要閉鎖時，極控系統通過上述通信通道將緊急閉鎖命令直接發送給子模塊，實現子模塊的閉鎖。本發明在閥控系統出現故障時，仍然能夠保護換流閥子模塊不受損換，且簡單，易實現。

技術領域

本發明涉及一種柔性直流輸電換流閥控制保護系統及閥控閉鎖方法，屬于電力系統的柔性直流輸電技術領域。

背景技術

柔性直流輸電的核心是全控型電力電子器件IGBT構成的電壓源換流器，被稱為新型直流輸電技術，可以在輸送電能的同時獨立的調節無功功率,實現靈活潮流反轉，在新能源并網、孤島送電、大城市電力交易等領域具有廣闊的應用前景。

柔性直流輸電換流站核心設備主要包括換流閥、閥控系統、極控系統等，如圖1所示。換流閥是完成直流與交流電變換的電力一次設備，由子模塊串聯組成，如圖2所示；極控系統主要完成換流站系統級的控制和保護，包括功率調節、直流電壓閉環控制、直流母線過壓保護、調制波的產生等，閥控設備是聯系極控系統和換流閥的中間環節，主要根據極控系統的調制波產生每一個子模塊的控制指令，完成子模塊控制指令的下發、子模塊狀態監視等功能。正常情況下，閥控設備在每個控制周期內都向所有子模塊下發控制指令，控制子模塊IGBT的開通關斷。當閥控設備故障時，由于控制指令無法下發到子模塊，會導致子模塊處于不受控狀態，容易引起過流過壓等故障，從而導致子模塊損壞，嚴重時會導致大量子模塊IGBT雪崩擊穿。

對于上述問題，現有技術一般將閥控系統設計為雙重冗余的兩個系統，如申請號為201310097775的專利文件，該專利文件公開了一種直流輸電換流閥控制保護系統，在主閥控設備出現故障時可切換至備用的閥控設備，通過這種方式雖然能夠提高換流閥的可靠性，降低子模塊損壞的概率，但是設置冗余的閥控設備一方面增加了成本，另一發面當所有閥控設備均出現故障需要閉鎖時，閉鎖指令仍無法下發至子模塊，同樣會導致子模塊處于不受控狀態。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔性直流輸電換流閥控制保護系統及閥控閉鎖方法，以解決由于閥控設備故障無法將控制指令下發至子模塊導致子模塊處于不受控的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種柔性直流輸電換流閥控制保護系統，包括極控系統和閥控系統，閥控系統通過其最上層的極控接口單元與極控系統連接，用于接收極控系統的控制信號，閥控系統用于通過其最下層的子模塊接口單元連接子模塊，所述閥控系統最上層的極控接口單元通過獨立通信通道與閥控系統最下層的子模塊接口單元連接，當閥控系統出現故障時，極控系統直接通過極控接口單元與子模塊接口單元之間的獨立通信通道將緊急閉鎖信號發送給子模塊，實現換流閥的閉鎖。

所述極控接口單元與子模塊接口單元之間的獨立通信通道為光纖通道。

所述的閥控系統冗余設置，當冗余設置的閥控系統均發生故障時，極控系統發送緊急閉鎖信號。

所述的緊急閉鎖信號在不是1MHz時有效，當緊急閉鎖信號有效時，子模塊接口單元向所轄全部換流閥子模塊發送閉鎖信號，閉鎖換流閥，以保證子模塊不受損壞。

所述子模塊接口單元在解析極控系統發出的緊急閉鎖信號和向子模塊發送緊急閉鎖信號時，不依賴于閥控系統內部的同步信號。

本發明還提供了一種柔性直流輸電換流閥的閥控閉鎖方法，該閥控閉鎖方法將閥控系統最上層的極控接口單元通過獨立通信通道與閥控系統最下層的子模塊接口單元連接起來，當閥控系統出現故障時，極控系統直接通過極控接口單元與子模塊接口單元之間的獨立通信通道將緊急閉鎖信號發送給子模塊，實現換流閥的閉鎖。