[發明專利]一種直流換流閥閥控系統及其切換控制方法和裝置

有效

• 申請號: 202010044257.2
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111181190B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 胡四全;秦鴻瑜;董朝陽;俎立峰;吉攀攀;慕小樂;陳堃;李君;馬俊杰;陳同浩;孟學磊;裴杰才;馮敏;馬太虎;張振興;王曉麗;蔣晶
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網有限公司;國網湖北省電力有限公司;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M1/32;H02M7/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種直流換流閥閥控系統及其切換控制方法和裝置，屬于直流輸電技術領域。本發明通過判斷閥控系統的縱向通信情況、換流閥子模塊故障個數是否小于換流閥子模塊冗余個數進行閥控系統的切換，切換控制過程考慮到了閥控系統的通信情況、換流閥子模塊故障個數與冗余子模塊之間關系以及子模塊與閥控系統之間的通信情況，能夠實現閥控系統的精準、可靠地切換，充分利用閥控系統冗余度和子模塊冗余度優勢，同時降低系統跳閘可能性，提升閥控系統的可靠性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種直流換流閥閥控系統及其切換控制方法和裝置，屬于直流輸電技術領域。

背景技術

模塊化多電平柔性直流輸電(MMC-HVDC)是一種基于電壓源型換流(VoltageSourced Converters—VSC)技術的新型高壓直流輸電技術。除了具有傳統高壓直流輸電優點外，柔性直流輸電系統還可直接向遠距離的小型孤立負荷供電，連接分散電源，運行控制方式靈活多變，可減少輸電線路電壓降落及閃變，提高電能質量。因此，柔性直流輸電技術在孤島供電、城市電網供電、分布式能源并網等方面具有很高的應用價值。

柔性直流輸電換流閥控制系統是整個控制系統的中間環節，在功能上是連接極控與換流閥(子模塊)的樞紐。柔直閥控系統運行狀態決定了整個柔性直流輸電系統動穩態控制性能，是柔性直流輸電換流閥控制系統設計的難點。隨著柔性直流輸電系統容量的增加，每個橋臂上串聯的IGBT(子模塊)的數量也會迅速增加，需要在閥控系統和子模塊以及極控之間傳送的信息量也大大增加，閥控系統的穩定性可靠性要求也越來越高，如何設計一種可靠、穩定切換的閥控系統方法，成為該柔直閥控領域的一個重要課題。

由于大容量的柔性直流輸電系統每個橋臂上串聯子模塊數量相當多，對閥控系統的運行要求也越來越高，傳統的柔直閥控冗余系統切換根據閥控單個控制板卡通信故障即做出系統切換申請，如果切換后另一個系統仍出現類似問題，則判雙系統均異常，這種工況下，閥控系統故障等級并非很嚴重，但是此時系統跳閘可能性增加；當前大容量柔性直流輸電系統單橋臂子模塊冗余個數均大于單個控制板卡所控制的子模塊個數2-3倍，這種工況下，傳統閥控系統切換方法不能很好實現子模塊冗余度使用，當橋臂子模塊上升到幾百個甚至上千個的時候，如果仍采用傳統閥控系統切換方法，則對整個柔性直流輸電系統穩定性有及其不利的影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種直流換流閥閥控系統及其切換控制方法和裝置，以解決目前換流閥閥控系統切換過程中存在子模塊冗余度使用不夠充分，影響直流輸電系統穩定性的問題。

本發明為解決上述技術問題提供了一種直流換流閥閥控系統的切換控制方法，該切換控制方法包括以下步驟：

1)若處于備用狀態的閥控系統的縱向通信正常，且該閥控系統的換流閥子模塊故障個數小于換流閥子模塊冗余個數，則將所述處于備用狀態的閥控系統設置為可申請使用有效系統，所述的縱向通信正常包括閥控系統的控制機箱和接口機箱之間的通信正常以及換流閥子模塊與接口機箱通信異常的個數不大于子模塊冗余個數；

2)判斷當前運行的閥控系統的換流閥子模塊故障個數是否大于換流閥子模塊冗余個數或處于備用狀態的閥控系統的換流閥子模塊故障個數，若大于，則進行閥控系統的切換，切換至所述可申請使用有效系統。

本發明還提供了一種直流換流閥閥控系統的切換控制裝置，該控制裝置包括存儲器和處理器，以及存儲在所述存儲器上并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器與所述存儲器相耦合，所述處理器執行所述計算機程序時實現本發明的直流換流閥閥控系統的切換控制方法。

本發明通過判斷閥控系統的縱向通信情況、換流閥子模塊故障個數是否小于換流閥子模塊冗余個數進行閥控系統的切換，切換控制過程考慮到了閥控系統的通信情況、換流閥子模塊故障個數與冗余子模塊之間關系以及子模塊與閥控系統之間的通信情況，能夠實現閥控系統的精準、可靠地切換，充分利用閥控系統冗余度和子模塊冗余度優勢，同時降低系統跳閘可能性，提升閥控系統的可靠性和穩定性。