一种MMC换流阀子模块在线监测方法及系统与流程

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种mmc换流阀子模块在线监测方法及系统。

背景技术：

随着模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter，简称mmc)在电网输电及海上风电接入等直流输电领域的快速发展应用，换流阀的运行可靠性和安全性显得尤为重要。换流阀作为柔性直流输电的核心装备，其会时刻遭受来自系统内外的冲击以及老化考验，轻者子模块旁路退出，重者换流阀故障系统跳闸。现有的对mmc换流阀的监测仅仅通过对阀基控制器下发的触发信号频率，以及igbt开关状态的回馈信号的检测，但仅仅是常规量的一些监测并不能真实反映换流阀子模块器件的运行状态，对其健康评估不够准确和直观，对运行人员判断存在不便

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术通过对于mmc换流阀子模块运行状态的常规量进行检测，从而造成对mmc换流阀子模块健康评估不够准确及直观的缺陷，从而提供一种mmc换流阀子模块在线监测方法及系统。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种mmc换流阀子模块在线监测方法，mmc换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，在线监测方法包括：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

在一实施例中，开关模块由一个igbt反并联一个二极管构成；各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度、igbt参数、放电电阻温度及放电电阻参数。

在一实施例中，根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；根据桥臂电流及触发信号，计算得到igbt及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度及igbt参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂igbt集射极电压的变化，得到igbt及二极管的开关频率；根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。

在一实施例中，根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；判断igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设igbt有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设igbt开关频率、预设二极管开关频率，当igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

在一实施例中，mmc换流阀子模块在线监测方法，还包括：当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。

第二方面，本发明实施例提供一种mmc换流阀子模块在线监测系统，mmc换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，在线监测系统包括：参数采集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数；数据收集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，并对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到开关模块、放电电阻及电容的数据包；数据处理模块，用于根据各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

在一实施例中，开关模块由一个igbt反并联一个二极管构成；子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度、igbt参数、放电电阻温度及放电电阻参数。

在一实施例中，数据处理模块包括：电容运行参数计算单元，用于根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值；开关模块运行参数计算单元，用于根据桥臂电流及触发信号，计算得到igbt及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度及igbt参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂igbt集射极电压的变化，得到igbt及二极管的开关频率；电阻运行参数计算单元，用于根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。

在一实施例中，数据处理模块还包括：电容运行状态判断单元，用于判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效；开关模块运行状态判断单元，用于判断igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设igbt有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设igbt开关频率、预设二极管开关频率，当igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常；电阻运行状态判断单元，用于判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

在一实施例中，mmc换流阀子模块在线监测系统，还包括：显示模块，用于显示监测结果；告警模块，用于当子模块运行异常时，发出告警信号。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的mmc换流阀子模块在线监测方法，对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测mmc换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行；采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行监测参数阈值对比，判断各子模块运行是否异常，从而方便运维人员对换流阀子模块做出正确的处理，提高了子模块的可靠性。

2.本发明提供的mmc换流阀子模块在线监测系统，参数采集模块能够实时监测采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，数据处理模块对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到各元器件的数据包，数据处理模块利用数据包分别对各元器件监测参数进行程序化分析及计算，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，数据处理模块通过将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行监测参数阈值对比，判断各子模块运行是否异常，当子模块运行异常时，方便运维人员对换流阀子模块做出正确的处理，确保做到换流阀异常态的早预警、早处理，提高换流阀运行的可靠性和安全性，最大程度保证直流系统的安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的子模块具体结构；

图2为本发明实施例提供的在线监测方法的一个具体示例的流程图；

图3为本发明实施例提供的各子模块运行监测参数的一个具体示例的流程图；

图4为本发明实施例提供的判断各子模块运行是否异常的一个具体示例的流程图；

图5为本发明实施例提供的在线监测系统的一个具体示例的组成图；

图6为本发明实施例提供的数据处理模块的一个具体示例的组成图；

图7为本发明实施例提供的在线监测系统的另一个具体示例的功能组成图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种mmc换流阀子模块在线监测方法，应用于需要对大型mmc换流阀子模块中多种元器件进行监测的场合，mmc换流阀子模块包括多个开关模块、放电电阻及电容，多个开关模块构成桥式电路结构，放电电阻和电容分别与桥式电路并联连接，mmc换流阀子模块如图1所示，图1中的开关模块构成半桥结构或全桥结构，开关模块由一个igbt反并联一个二极管构成，此外多个开关模块同时可以构成三相换流阀、半波换流器等，且开关模块可以由其它元器件构成，例如mosfet、gto等。如图2所示，在线监测方法包括：

步骤s1：获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数。

本发明实施例中的各子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度、igbt参数、放电电阻温度及放电电阻参数，开关模块触发信号由阀基控制器发出。

步骤s2：根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数。

现有技术中对子模块运行状态监测的方法多针对常规量的检测，例如：桥臂电流、桥臂电压等，但仅仅是常规量的一些监测并不能真实反映换流阀子模块器件的运行状态，对其健康评估不够准确和直观，对运行人员判断存在不便，因此本发明实施例利用获取的桥臂电流、电容电压、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度、igbt参数、放电电阻温度、放电电阻参数及开关模块触发信号，然后利用上述参数再进一步计算子模块中各元器件运行检测参数。

步骤s3：根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

本发明实施例设置多种预设子模块运行监测参数阈值，为换流阀的运行状态提供判断依据，预设子模块运行监测参数阈值不仅仅包括换流阀桥臂电压、桥臂电流阈值，还包括各元器件运行监测参数阈值，通过判断各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数是否大于对应的预设子模块运行监测参数阈值，判断各子模块运行是否异常。

本发明实施例各子模块异常情况包括：电容失效、开关模块异常、放电电阻异常时，当电容失效，和/或开关模块异常，和/或放电电阻异常时，发出报警信号。

本发明实施例提供的mmc换流阀子模块在线监测方法，对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测mmc换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行。

在一具体实施例中，如图3所示，根据开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数，包括：

步骤s21：根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值。

以图1中半桥结构子模块为例，假设上桥臂igbt触发信号为k、电流流出电容器的方向为正方向，则电容电流ic计算公式如式(1)所示。

ic＝k·is(1)

式中，k＝1，代表igbt开通电流为正向；k＝-1，代表igbt关断电流为负向，is为桥臂电流。

根据电容电流ic及电容电压uc，计算得到电容有容值ctest，如式(2)所示。

式中，ic-50hz(rms)为电容器基波电流有效值，uc-50hz(rms)为电容器基波电压有效值，ω为基波角频率，电容电压和电流的基波有效值可通过fft分析得到。

步骤s22：根据桥臂电流及触发信号，计算得到igbt及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度及igbt参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂igbt集射极电压的变化，得到igbt及二极管的开关频率。

igbt作为mmc换流阀的核心功率器件，其可靠性和健康状态直观重要，能够判断igbt健康状况的关键参数主要包含有效电流、结温和开关频率。其中igbt器件的有效电流可通过桥臂电流和igbt器件的触发信号分解所得，结温可通过散热器温度与igbt器件的损耗计算得出，开关频率可通过下管集射极电压变化计算得出。

以图1中半桥结构子模块为例，假设换流阀桥臂电流为is，上桥臂igbt的触发信号为k1，下桥臂igbt的触发信号为k2(igbt开通时，k1和k2为1，igbt关断时，k1和k2为0)，电流流出电容的方向为正方向，则igbt子模块各元器件的瞬时电流计算如公式(3)～(4)，各器件的瞬时电流经过fft分析后，可以得到子模块各元器件的有效值。

当电流流动方向为正方向时，上桥臂igbt管t1瞬时电流it1、下桥臂igbt管t2瞬时电流it2、上桥臂二极管d1瞬时电流id1、下桥臂二极管d2瞬时电流id2，如式(3)所示。

当电流流动方向为负方向时，上桥臂igbt管t1瞬时电流it1、下桥臂igbt管t2瞬时电流it2、上桥臂二极管d1瞬时电流id1、下桥臂二极管d2瞬时电流id2，如式(3)所示。

本发明实施例根据开关模块温度tc,依据标准iec62751的规定的损耗计算方法，计算开关模块损耗p，其中开关模块损耗p包括igbt及二极管的通态和开关损耗计算，利用开关模块温度tc、开关模块损耗p及igbt参数(参数包括igbt内部的结壳热阻rth(j-c)和接触热阻rth(c-s))，计算得到开关模块结温tvj，如公式(5)所示。

开关模块的开关频率为单位时间内igbt器件开关次数，对于开关模块每一次的电流切换均存在一次开通和关断的过程，因此通过计数时间t内的下桥臂igbt的集射极电压变化情况(或上桥臂igbt的集射极电压变化情况)即可得到器件的开关频率，选取电流流出电容的方向为正方向，开关频率计算方法如公式(6)～公式(7)所示。

当电流流动方向为正方向时，上桥臂igbt管t1电流ft1、下桥臂igbt管t2电流ft2、上桥臂二极管d1电流fd1、下桥臂二极管d2电流fd2，如式(6)所示，其中klow-level和khigh-level为计数时间t内下桥臂igbt集射极电压高低变化的次数(高电压为电容电压值，低电压为igbt通态电压)

当电流流动方向为负方向时，上桥臂igbt管t1电流ft1、下桥臂igbt管t2电流ft2、上桥臂二极管d1电流fd1、下桥臂二极管d2电流fd2，如式(7)所示。

步骤s23：根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。

放电电阻功率可以通过放电电阻电压(电容电压)平方与放电电阻阻值的比值得到，放电电阻结温tr由放电电阻内的结壳热阻rr_th(j-c)和接触热阻rr_th(c-s)，以及放电电阻温度pr和放电电阻功率pr得到，如式(8)所示。

在一具体实施例中，如图4所示，根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果，包括：

步骤s31：判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效。

当计算所得的电容容值ctest与额定值c0存在如公式(9)所示的关系时，即可对电容器做出健康判断，其中h为电容失效比例上限(预设比值)。

步骤s32：判断igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设igbt有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设igbt开关频率、预设二极管开关频率，当igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常。

当各子模块的元器件的有效电流、结温和开关频率中的任一项高于预设子模块运行监测参数阈值时，表明该换流阀子模块已经出现异常，本发明实施例发出警告，以便重点监视故障子模块，或根据运行可靠性和安全性需求切除退出该子模块，确保换流阀不会出现扩大化的故障，对换流阀的可靠运行提供预警。

步骤s33：判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

在一具体实施例中，在计算各子模块运行监测参数之前，还可以首先将各子模块运行状态电气参数进行分类，并根据子模块中各元器件运行监测参数计算过程所需要用到的运行状态电气量参数进行打包，得到各元器件的数据包，且每个子模块的每个元器件均对应一个数据包，而全部子模块的预设子模块运行监测参数阈值则设置在公共数据包中，在判断各子模块运行是否异常时，通过调用公共数据包中的阈值进行判断。

例如：在计算电容有容值需要用到桥臂电流、开关模块触发信号及电容电压，则电容数据包中包括桥臂电流、开关模块触发信号及电容电压；在计算开关模块的结温、开关频率及有效电流时，由于计算结温需要用到开关模块温度、损耗、结壳热阻和接触热阻，计算开关模块有效电流需要用到开关模块触发信号及桥臂电流，计算开关频率需要用到下桥臂igbt集射极电压(或下桥臂igbt集射极电压)，则开关模块数据中包括：开关模块温度、损耗、结壳热阻、接触热阻、开关模块触发信号、桥臂电流、igbt集射极电压(或下桥臂igbt集射极电压)。

本发明实施例提供的mmc换流阀子模块在线监测方法，对测量得到的各子模块运行状态电气量参数进行分析及计算，得到能够直观反映换流阀子模块运行状态的多种子模块运行监测参数，从而便于维护人员多角度监测mmc换流阀子模块，能够更准确、更便捷有效地维护换流阀的安全运行；采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行监测参数阈值对比，判断各子模块运行是否异常，从而方便运维人员对换流阀子模块做出正确的处理，提高了子模块的可靠性。

实施例2

本发明实施例提供一种mmc换流阀子模块在线监测系统，用于执行实施例1中所述的mmc换流阀子模块在线监测方法。mmc换流阀子模块如图1所示，mmc换流阀的控制装置包括子模块控制器及阀基控制器，每个子模块对应一个子模块控制器，图1中的开关模块由一个igbt反并联一个二极管构成，但开关模块还可以由其它开关元器件构成。如图5所示，在线监测系统包括：参数采集模块1、数据收集模块2及数据处理模块3。

参数采集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数。

本发明实施例中子模块运行状态电气量参数包括：桥臂电流、电容电压、下桥臂igbt集射极电压(或上桥臂集射极电压)、开关模块温度、igbt参数、放电电阻温度及放电电阻参数，参数采集模块包括电流测量装置、电压测量装置以及温度测量装置，电流测量装置用于检测桥臂电路，电压测量装置用于测量下桥臂igbt集射极电压(或上桥臂集射极电压)，温度测量装置用于测量开关模块温度、放电电阻温度。

具体地，桥臂电流通过阀侧的桥臂光ct精确测量得到，电容电压和下桥臂igbt集射极电压(或上桥臂集射极电压)可通过子模块控制器上的ad采样单元测量得到，开关模块温度和放电电阻温度通过安置在其上的温度传感器测量得到。

数据收集模块，用于获取开关模块触发信号及各子模块运行状态电气量参数，并对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到开关模块、放电电阻及电容的数据包。

由于mmc换流阀中包括多个子模块，且每个子模块运行状态电气参数多种多样，因此为了便于计算，数据收集模块根据各子模块运行各监测参数的计算过程中需要用到的子模块运行状态电气量参数，对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到开关模块、放电电阻及电容的数据包，数据包包括各监测参数的计算过程中需要用到的子模块运行状态电气量参数。

数据处理模块，用于根据各子模块运行状态电气量参数，计算各子模块运行监测参数；根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

数据处理模块中设置预设子模块运行检测参数，利用数据包中的各子模块运行状态电气量参数，分别计算各子模块运行监测参数，之后根据预设子模块运行监测参数阈值、各子模块运行状态电气量参数及各子模块运行监测参数，判断各子模块运行是否异常，得到监测结果。

在一具体实施例中，如图6所示，数据处理模块3包括：电容运行参数计算单元31、开关模块运行参数计算单元32、电阻运行参数计算单元33、电容运行状态判断单元34、开关模块运行状态判断单元35、电阻运行状态判断单元36。

本发明实施例的电容运行参数计算单元31，用于根据桥臂电流及开关模块触发信号，计算得到电容电流；根据电容电流及电容电压，计算得到电容有容值。

本发明实施例假设上桥臂igbt触发信号为k、电流流出电容器的方向为正方向，根据桥臂电流is及开关模块触发信号k，计算得到电容电流计算公式如式(1)～式(2)所示。

本发明实施例根据电容电流ic及电容电压uc，计算得到电容有容值ctest，如式(2)所示。

本发明实施例的开关模块运行参数计算单元32，用于根据桥臂电流及触发信号，计算得到igbt及二极管的有效电流；根据桥臂电流、下桥臂igbt集射极电压、开关模块温度及igbt参数，计算得到开关模块结温；根据下桥臂igbt集射极电压的变化，得到igbt及二极管的开关频率。

本发明实施例以图1所示的半桥结构子模块结构为例，假设换流阀桥臂电流为is，上桥臂igbt的触发信号为k1，下桥臂igbt的触发信号为k2(igbt开通时，k1和k2为1，igbt关断时，k1和k2为0)，电流流出电容的方向为正方向，则igbt子模块各元器件的瞬时电流计算如公式(3)～(4)，各器件的瞬时电流经过fft分析后，可以得到子模块各元器件的有效值。

本发明实施例根据开关模块温度tc,依据标准iec62751的规定的损耗计算方法，计算开关模块损耗p，其中开关模块损耗p包括igbt及二极管的通态和开关损耗计算，利用开关模块温度tc、开关模块损耗p及igbt参数(参数包括igbt内部的结壳热阻rth(j-c)和接触热阻rth(c-s))，计算得到开关模块结温tvj，如公式(5)所示。

本发明实施例通过计数时间t内的下桥臂igbt的集射极电压变化情况(或上桥臂igbt的集射极电压变化情况)即可得到器件的开关频率，选取电流流出电容的方向为正方向，开关频率计算方法如公式(6)～公式(7)所示。

本发明实施例的电阻运行参数计算单元33，用于根据放电电阻温度、电容电压及放电电阻参数，计算得到放电电阻功率及放电电阻结温。

放电电阻功率可以通过放电电阻电压(电容电压)平方与放电电阻阻值的比值得到，放电电阻结温tr由放电电阻内的结壳热阻rr_th(j-c)和接触热阻rr_th(c-s)，以及放电电阻温度pr和放电电阻功率pr得到，如式(8)所示。

本发明实施例的电容运行状态判断单元34，用于判断电容有容值和额定电容值的差值，与电容有容值的比值是否大于预设比值，当其大于预设比值时，判定电容失效。

当计算所得的电容容值ctest与额定值c0存在如公式(9)所示的关系时，即可对电容器做出健康判断，其中h为电容失效比例上限(预设比值)。

本发明实施例的开关模块运行状态判断单元35，用于判断igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率是否大于对应的预设igbt有效电流、预设二极管有效电流、预设开关模块结温、预设igbt开关频率、预设二极管开关频率，当igbt有效电流、二极管有效电流、开关模块结温、igbt开关频率、二极管开关频率至少其中一项大于对应的预设子模块运行监测参数阈值时，判断开关模块异常。电阻运行状态判断单元36，用于判断放电电阻结温是否大于预设电阻结温，当其大于预设电阻结温时，判定放电电阻异常。

当各子模块的元器件的有效电流、结温和开关频率中的任一项高于预设子模块运行监测参数阈值时，表明该换流阀子模块已经出现异常，本发明实施例发出警告，以便重点监视故障子模块，或根据运行可靠性和安全性需求切除退出该子模块，确保换流阀不会出现扩大化的故障，对换流阀的可靠运行提供预警。

在一具体实施例中，如图7所示，mmc换流阀子模块在线监测系统，还包括：显示模块4，用于显示监测结果；告警模块5，用于当子模块运行异常时，发出告警信号。

显示模块和告警模块与数据处理模块采用数据总线方式连接，为运行人员提供直观的换流阀子模块健康状况关键数据监测结果，便于运行人员的在线实时监视，对异常子模块进行预警，为换流阀的可靠运行保驾护航。

本发明实施例提供的mmc换流阀子模块在线监测系统，参数采集模块能够实时监测采集换流阀各子模块运行状态电气量参数，数据处理模块对各子模块运行状态电气量参数进行分类，得到各元器件的数据包，数据处理模块利用数据包分别对各元器件监测参数进行程序化分析及计算，得到能够反映器件健康状态的运行监测参数，数据处理模块通过将子模块运行状态电气量参数及监测参数，与对应的预设子模块运行监测参数阈值对比，判断各子模块运行是否异常，当子模块运行异常时，方便运维人员对换流阀子模块做出正确的处理，确保做到换流阀异常态的早预警、早处理，提高换流阀运行的可靠性和安全性，最大程度保证直流系统的安全运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。