一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统、控制方法及故障定位方法与流程

本发明涉及高压直流输电技术领域，具体的是一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统、控制方法及故障定位方法。

背景技术：

基于晶闸管换流阀的常规高压直流输电系统在我国得到普遍应用，其采用控制系统下发控制脉冲至换流阀阀控系统，再由阀控系统下发触发脉冲至换流阀，使换流阀导通的方式实现直流输电系统正常运转如图1所示，从而达到直流系统按照控制要求准确的对直流电压、传输功率进行控制的目的，然而目前这种控制方法仍处于无反馈的开环控制状态，即控制系统下发至阀控的控制脉冲，阀控系统并无反馈，无法确保控制系统下发控制脉冲与阀控实际下发至换流阀的触发脉冲是否一致，由此无法及时发现直流系统换流阀触发回路的异常情况并及时避免异常情况加深，影响直流系统的安全、稳定运行。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种具有反馈功能的触发回路闭环控制系统，解决现有系统无反馈功能，导致无法及时发现直流系统异常的问题。

本发明的第二个目的是提供一种基于具有反馈功能的触发回路闭环控制系统的控制方法，以简单的方法精确得出异常状况，使反馈信息及时准确。

本发明的第三个目的是提供一种基于具有反馈功能的触发回路闭环控制系统的故障定位方法，能解决出现异常信号时对故障地点进行及时定位，可及时维修处理。

为实现本发明的第一个目的，本发明提出以下技术方案：一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统，包括依次连接的电压互感器PT、控制系统、阀控系统、换流阀，在控制系统中设有第一锁相环和触发角度指令模块，在阀控系统中设有脉冲转换模块和脉冲分配模块MSC，第一锁相环提取电压互感器PT的相位信号并根据触发角度指令模块的输出信号结合产生控制脉冲，控制脉冲发送到阀控系统的脉冲转换模块转换成触发脉冲，触发脉冲经过脉冲分配模块MSC分成多个触发脉冲发送至换流阀多个阀片触发，控制系统中还设有脉冲触发异常判断模块；阀控系统中还设有第二锁相环、触发角实际值监测模块；第二锁相环与电压互感器PT连接并与脉冲转换模块共同连接到触发角实际值监测模块，脉冲触发异常判断模块分别与触发角度指令模块、触发角实际值监测模块连接。

作为方案一的改进，触发角实际值监测模块通过提取脉冲转换模块输出的触发脉冲并与第二锁相环输出的相位信号进行比对处理，得到触发角实际值α1。

作为方案二的改进，脉冲触发异常判断模块通过接收触发角实际值监测模块输出的α1和触发角指令模块输出的控制脉冲角度α2进行逻辑判断，逻辑判断公式为：|α1-α2|>λ，其中λ为触发脉冲角度检测最大误差值。

作为方案三的改进，触发脉冲角度检测最大误差值λ为0.25度。

作为方案一至四任一项的改进，控制系统与阀控系统均为双套冗余设计，分别为主用系统和备用系统。

作为方案五的改进，控制系统还包括系统切换模块、闭锁模块、报警模块，系统切换模块对主用系统与备用系统间切换运行；闭锁模块可发出闭锁命令闭锁直流。

为实现本发明的第二个目的，本发明提出以下技术方案：一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)电压互感器PT检测到的电压信号送至控制系统，控制系统的第一锁相环提取电压信号的相位同时根据触发角度指令模块发出的控制脉冲角度α2结合产生控制脉冲，控制脉冲发送到阀控系统控制脉冲发送到阀控系统的脉冲转换模块转换成触发脉冲，触发脉冲经过脉冲分配模块MSC分成多个触发脉冲发送至换流阀多个阀片触发；

2)阀控系统触发角实际值监测模块接收由第二锁相环提取电压互感器PT输出的电压信号的相位和脉冲转换模块发出的触发脉冲，通过对比可得出触发角实际值α1；

3)脉冲触发异常判断模块接收触发角实际值α1与控制脉冲角度α2作逻辑判断，具体判断公式为：|α1-α2|>λ，其中λ为触发脉冲角度检测最大误差值；

4)当步骤3判断结果成立，脉冲触发异常判断模块发出异常信号。

为实现本发明的第三个目的，本发明提出以下技术方案：一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统的故障定位方法，包括以下步骤：

1)当主用系统或备用系统其一发出异常信号，则控制系统与阀控系统间的回路出现异常；

2)当主用系统和备用系统同时出现异常信号，则故障位置为换流阀及其附属设备。

本发明具有以下有益效果：

1、实现了高压直流系统换流阀触发回路闭环控制。

2、建立了换流阀触发脉冲角度与控制脉冲角度比较结果处理机制。

3、实现了换流阀触发脉冲角度与控制脉冲角度异常后故障定位。

附图说明

图1为现有高压直流系统换流阀触发原理示意图。

图2为本发明的换流阀触发回路闭环控制系统的原理示意图。

图3为本发明的换流阀触发脉冲角度检测及反馈原理示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2、图3所示，一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统，包括依次连接的电压互感器PT、控制系统、阀控系统、换流阀，在控制系统中设有第一锁相环和触发角度指令模块，在阀控系统中设有脉冲转换模块和脉冲分配模块MSC，第一锁相环提取电压互感器PT的相位信号并根据触发角度指令模块的输出信号结合产生控制脉冲，控制脉冲发送到阀控系统的脉冲转换模块转换成触发脉冲，触发脉冲经过脉冲分配模块MSC分成多个触发脉冲发送至换流阀多个阀片触发，控制系统中还设有脉冲触发异常判断模块；阀控系统中还设有第二锁相环、触发角实际值监测模块；第二锁相环与电压互感器PT连接并与脉冲转换模块共同连接到触发角实际值监测模块，脉冲触发异常判断模块分别与触发角度指令模块、触发角实际值监测模块连接。

触发角实际值监测模块通过提取脉冲转换模块输出的触发脉冲并与第二锁相环输出的相位信号进行比对处理，得到触发角实际值α1。

脉冲触发异常判断模块通过接收触发角实际值监测模块输出的α1和触发角指令模块输出的控制脉冲角度α2进行逻辑判断，逻辑判断公式为：|α1-α2|>λ，其中λ为触发脉冲角度检测最大误差值。触发脉冲角度检测最大误差值λ为0.25度。

控制系统与阀控系统均为双套冗余设计，分别为主用系统和备用系统。

控制系统还包括系统切换模块、闭锁模块、报警模块，系统切换模块对主用系统与备用系统间切换运行；闭锁模块可发出闭锁命令闭锁直流。

实施例2

一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统的控制方法，包括以下步骤：

1)电压互感器PT检测到的电压信号送至控制系统，控制系统的第一锁相环提取电压信号的相位同时根据触发角度指令模块发出的控制脉冲角度α2结合产生控制脉冲，控制脉冲发送到阀控系统控制脉冲发送到阀控系统的脉冲转换模块转换成触发脉冲，触发脉冲经过脉冲分配模块MSC分成多个触发脉冲发送至换流阀多个阀片触发；

2)阀控系统触发角实际值监测模块接收由第二锁相环提取电压互感器PT输出的电压信号的相位和脉冲转换模块发出的触发脉冲，通过对比可得出触发角实际值α1；

3)脉冲触发异常判断模块接收触发角实际值α1与控制脉冲角度α2作逻辑判断，具体判断公式为：|α1-α2|>λ，其中λ为触发脉冲角度检测最大误差值；

4)当步骤3判断结果成立，脉冲触发异常判断模块发出异常信号。

实施例3

一种常规高压直流输电系统换流阀触发回路闭环控制系统的故障定位方法，包括以下步骤：

1)当主用系统或备用系统其一发出异常信号，则控制系统与阀控系统间的回路出现异常；

2)当主用系统和备用系统同时出现异常信号，则故障位置为换流阀及其附属设备。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。