適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及換流器控制系統(tǒng)的通信領(lǐng)域，尤其涉及適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓柔性直流輸電系統(tǒng)尤其適用于長(zhǎng)距離輸電、風(fēng)電并網(wǎng)、海底輸電等應(yīng)用場(chǎng)合，相比交流輸電和傳統(tǒng)的直流輸電，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。基于模塊化多電平換流器的高壓柔性直流輸電系統(tǒng)中，換流閥由很多個(gè)子模塊(SM)級(jí)聯(lián)構(gòu)成，一個(gè)橋臂級(jí)聯(lián)的子模塊數(shù)量就可達(dá)數(shù)百，三相六個(gè)橋臂的子模塊數(shù)量可達(dá)數(shù)千，電壓等級(jí)越高，子模塊數(shù)量越多。每一個(gè)子模塊都有一個(gè)子模塊控制保護(hù)單元(SMC)進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)，眾多的子模塊都要和換流器控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊，建立一種合適的通信架構(gòu)，有助于減少控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低硬件、軟件開(kāi)發(fā)成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
[0003]目前的控制方式是，一臺(tái)換流器控制裝置設(shè)計(jì)若干個(gè)光纖通訊接口，每一個(gè)光纖通訊接口連接一個(gè)子模塊，一個(gè)橋臂的眾多子模塊全部由一個(gè)換流器控制裝置獨(dú)立控制。但是當(dāng)一個(gè)橋臂級(jí)聯(lián)的子模塊數(shù)量超過(guò)一臺(tái)控制裝置所能控制的最大數(shù)量時(shí)，就需要通過(guò)更復(fù)雜的擴(kuò)展方式來(lái)實(shí)現(xiàn)眾多子模塊的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提供適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，本適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，用最簡(jiǎn)潔、可靠的方式解決子模塊數(shù)量超過(guò)一臺(tái)換流器控制裝置最大控制數(shù)量時(shí)帶來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，多電平換流閥的一個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成；其特征在于:還包括換流器控制裝置；一個(gè)換流器控制裝置所能控制的子模塊最大數(shù)量為Q，Q>N ;多電平換流閥的一個(gè)橋臂的N個(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊按順序?yàn)镸個(gè)分段；所述換流器控制裝置為M個(gè)；一個(gè)換流器控制裝置用于連接并控制一個(gè)分段的子模塊;M個(gè)換流器控制裝置還用于將同一橋臂的M個(gè)分段級(jí)聯(lián)；所述級(jí)聯(lián)方式為:相鄰的兩個(gè)換流器控制裝置通過(guò)光纖通訊或電通訊的方式級(jí)聯(lián)。
[0006]進(jìn)一步的，每一個(gè)換流器控制裝置都有至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口 Rl和收接口 R2，以及至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口 Tl和發(fā)接口 T2 ;第I個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第2個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，第2個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第3個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，依次類(lèi)推，第M-1個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第M個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl。
[0007]本適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)中多電平換流閥的同一橋臂的眾多子模塊由一個(gè)或多個(gè)換流器控制裝置協(xié)調(diào)控制，一個(gè)或多個(gè)換流器控制裝置之間通過(guò)光纖通訊或電通訊的通訊方式級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)故障模塊數(shù)目、緊急故障狀態(tài)等信息共享，通過(guò)協(xié)調(diào)控制策略，實(shí)現(xiàn)同一橋臂子模塊投入、退出數(shù)量和閉鎖狀態(tài)的協(xié)調(diào)控制。一個(gè)橋臂級(jí)聯(lián)的子模塊數(shù)量多于一個(gè)換流器控制裝置的最大控制數(shù)量時(shí)，通過(guò)所述的換流器控制裝置級(jí)聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)一個(gè)橋臂眾多子模塊的協(xié)調(diào)控制。所述的同一橋臂由一個(gè)或多個(gè)換流器控制裝置協(xié)調(diào)控制時(shí)，每一個(gè)換流器控制裝置控制的子模塊數(shù)量可以相同或不同。所述的換流器控制裝置之間的通訊方式為光纖通訊或者電通訊，用于傳輸故障模塊數(shù)目、緊急故障狀態(tài)等信息。所述的協(xié)調(diào)控制策略中，同一橋臂的多個(gè)換流器控制裝置之間可以相對(duì)獨(dú)立控制，可以通過(guò)級(jí)聯(lián)通訊共享故障模塊數(shù)目、緊急故障狀態(tài)等信息共享，實(shí)現(xiàn)同一橋臂的快速緊急閉鎖。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供了一種具有實(shí)用性的適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，可以用最簡(jiǎn)潔、可靠的方式解決子模塊數(shù)量較多時(shí)帶來(lái)的擴(kuò)展問(wèn)題，降低系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì)復(fù)雜度，降低了設(shè)計(jì)和實(shí)施成本，為高壓柔性直流輸電系統(tǒng)提供了切實(shí)可行的解決方案。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施例級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)的原理框圖；
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例通信架構(gòu)的原理框圖，
[0012]實(shí)施例1
[0013]參見(jiàn)圖1，本適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，多電平換流閥的一個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成；還包括換流器控制裝置；一個(gè)換流器控制裝置所能控制的子模塊最大數(shù)量為Q，Q>N ;多電平換流閥的一個(gè)橋臂的N個(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊按順序?yàn)镸個(gè)分段；所述換流器控制裝置為M個(gè)；一個(gè)換流器控制裝置用于連接并控制一個(gè)分段的子模塊;M個(gè)換流器控制裝置還用于將同一橋臂的M個(gè)分段級(jí)聯(lián)；所述級(jí)聯(lián)方式為:相鄰的兩個(gè)換流器控制裝置通過(guò)光纖通訊或電通訊的方式級(jí)聯(lián)。每一個(gè)換流器控制裝置都有至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口 Rl和收接口 R2，以及至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口 Tl和發(fā)接口 T2 ;第I個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第2個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，第2個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第3個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，依次類(lèi)推，第M-1個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第M個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl。
[0014]假設(shè)多電平換流閥的一個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成，一個(gè)換流器控制裝置所能控制的子模塊最大數(shù)量為Q，Q〈 = N或Q>N，此時(shí)使用本發(fā)明所述的適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展。
[0015]Q〈 = N時(shí)，則一個(gè)橋臂使用一個(gè)換流器控制裝置控制，不需級(jí)聯(lián)。
[0016]Q>N時(shí)，則需使用本發(fā)明所屬的通信架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，若同一橋臂使用M個(gè)換流器控制裝置級(jí)聯(lián)，則將同一橋臂N個(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊按順序?yàn)镸個(gè)分段，每一分段分別有nl、n2、…、nM個(gè)子模塊，使nl+n2+…+nM = N，nl、n2、…、nM為任意數(shù)。
[0017]同一橋臂的M個(gè)換流器控制裝置通過(guò)光纖通訊或電通訊的方式連接，如圖1所示，每一個(gè)換流器控制裝置都有2對(duì)及以上收發(fā)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)，第I個(gè)換流器控制裝置的T2、R2分別接第2個(gè)換流器控制裝置的R1、Tl，第2個(gè)換流器控制裝置的T2、R2分別接第3個(gè)換流器控制裝置的R1、Tl，依次，第M-1個(gè)換流器控制裝置的T2、R2分別接第M個(gè)換流器控制裝置的R1、Tl。
[0018]正常運(yùn)行時(shí)M個(gè)換流器控制裝置根據(jù)各自收到的命令和控制策略相對(duì)獨(dú)立的控制M個(gè)分段運(yùn)行，當(dāng)換流閥、子模塊或者換流器控制裝置自身發(fā)生緊急故障時(shí)，通過(guò)光纖通訊或電通訊立即通知緊鄰的換流器控制裝置，緊鄰的換流器控制裝置接收到故障信息后立即透明轉(zhuǎn)發(fā)，同一橋臂級(jí)聯(lián)的多個(gè)換流器控制裝置可以在最短的時(shí)間內(nèi)接收到故障模塊數(shù)、緊急故障狀態(tài)等信息，根據(jù)設(shè)定的策略，則可以實(shí)現(xiàn)同一橋臂的緊急閉鎖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，多電平換流閥的一個(gè)橋臂由N個(gè)子模塊級(jí)聯(lián)構(gòu)成；其特征在于:還包括換流器控制裝置；一個(gè)換流器控制裝置所能控制的子模塊最大數(shù)量為Q，Q>N ; 多電平換流閥的一個(gè)橋臂的N個(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊按順序?yàn)镸個(gè)分段；所述換流器控制裝置為M個(gè)；一個(gè)換流器控制裝置用于連接并控制一個(gè)分段的子模塊； M個(gè)換流器控制裝置還用于將同一橋臂的M個(gè)分段級(jí)聯(lián)；所述級(jí)聯(lián)方式為:相鄰的兩個(gè)換流器控制裝置通過(guò)光纖通訊或電通訊的方式級(jí)聯(lián)。2.如權(quán)利要求1所述的適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu)，其特征在于:每一個(gè)換流器控制裝置都有至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口Rl和收接口 R2，以及至少I(mǎi)對(duì)用于和相鄰的換流器控制裝置互聯(lián)的收接口 Tl和發(fā)接口 T2 ; 第I個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第2個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，第2個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口 R2分別接第3個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl，依次類(lèi)推，第M-1個(gè)換流器控制裝置的發(fā)接口 T2和收接口R2分別接第M個(gè)換流器控制裝置的收接口 Rl和發(fā)接口 Tl。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于模塊化多電平換流器控制系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)型通信架構(gòu),一個(gè)換流器控制裝置所能控制的子模塊最大數(shù)量為Q，Q>N；多電平換流閥的一個(gè)橋臂的N個(gè)級(jí)聯(lián)的子模塊按順序?yàn)镸個(gè)分段；所述換流器控制裝置為M個(gè)；一個(gè)換流器控制裝置用于連接并控制一個(gè)分段的子模塊；M個(gè)換流器控制裝置還用于將同一橋臂的M個(gè)分段級(jí)聯(lián)；所述級(jí)聯(lián)方式為：相鄰的兩個(gè)換流器控制裝置通過(guò)光纖通訊或電通訊的方式級(jí)聯(lián)。本發(fā)明通過(guò)一個(gè)或多個(gè)換流器控制裝置協(xié)調(diào)控制單個(gè)橋臂，通過(guò)換流器控制裝置之間的級(jí)聯(lián)，故障模塊數(shù)目、緊急故障狀態(tài)等信息在多個(gè)控制裝置之間共享，實(shí)現(xiàn)單個(gè)橋臂眾多子模塊的協(xié)調(diào)控制，方便系統(tǒng)的擴(kuò)展，減少系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
【IPC分類(lèi)】G05B19/418
【公開(kāi)號(hào)】CN105204482
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510733456
【發(fā)明人】馮亞?wèn)|, 李樂(lè)樂(lè), 陳勇, 汪濤, 陳永奎, 張茂強(qiáng)
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日