专利名称：一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程的制作方法
技术领域：
本发明涉及顺控流程，具体地讲，涉及控制设备顺控流程。
背景技术：
模块化多电平式柔性直流输电系统中各个由IGBT及其驱动电路板，保护用晶闸管及其驱动电路板，子模块中央控制板，电容等组成的子模块结构与常规直流系统中晶闸管及其驱动电路组成的结构相比更为复杂。每个子模块的中央控制板、IGBT驱动电路板以及保护用晶闸管驱动电路板都需要从该子模块的电容器上进行高电位取能，SMC对子模块上电检测过程复杂，如果各个子模块在启动充电时间过长，各个子模块电容器将存在均压问题；并且由于柔性直流输电系统中各个以IGBT为核心的子模块需要相互独立的实时控制触发和关断，增加了 PCP及VBC的控制及检测的难度；因此需要一个模块化多电平式柔性直流输电系统中控制设备顺控流程来满足该系统各级控制设备在启动过程中的时序配合要求。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，该流程满足该系统各级控制设备在启动过程中的时序配合要求。本发明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其改进之处在于所述顺控流程采用上级控制保护设备PCP、阀基控制设备VBC和子模块中央控制板 SMC三级控制设备，各级控制设备间均采用光通信，逐级根据接收到的控制命令和状态信息，产生并下发各级控制命令，同时，向上级控制设备上报本级控制设备当前状态和产生的请求信息，以及接收到的下级设备上传的当前状态和请求信息。本发明提供的第一优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述上级控制保护设备PCP与阀基控制设备VBC之间通过高速同步串行光通道连结，所述阀基控制设备VBC与子模块中央控制板SMC之间通过异步串行光通道连结。本发明提供的第二优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述高速同步串行光通道数量为8条、带宽为14M。本发明提供的第三优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述异步串行光通道数量为208条、带宽为5M。本发明提供的第四优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，上级控制保护设备PCP、阀基控制设备VBC和子模块中央控制板SMC相互间的协作包括PCP单元上电、VBC单元上电和合功率主闸电容充电三个过程。本发明提供的第五优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述PCP单元上电过程为PCP控制单元上电默认起始状态应是
DPCP单元上电后默 认为TRIP状态，等待VBC单元上电后故障清除；2)通过两路单独的光通信线路向VBC单元的两个电流平衡控制机箱主控板发送两路Active信号，两路Active信号内容为一主一从；3)通过两路HDLC通信线路向两个电流平衡控制机箱主控板发送Lock闭锁和 Charg_on启动充电信号，即将HDLC通信内容中这两位置位；当PCP单元为TRIP状态时，等待VBC单元上电，当PCP单元收到VBC单元发来的 VBC_ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零，且稳定一段时间之后，认定VBC单元上电正常， PCP单元退出TRIP状态，然后合功率主闸。本发明提供的第六优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述VBC单元上电过程为VBC单元上电默认起始状态DVBC单元上电默认Lock和Chg_on信号为有效，即上电后停留在Lock和Charg_ on状态，这样当收到PCP单元发来的Lock和Charg_0n信号后，能够与VBC自身上电状态相吻合；2) VBC的各个单元上电自检成功后清除向PCP发送的VBC_Trip信号。此时默认 SMC单元处于通信故障状态，继续向PCP发送VBC_ALARM置位信号；3)由于VBC单元上电默认为LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC单元会持续向SMC单元下发闭锁命令；当SMC单元上电后，且SMC单元取能电源不欠压后，即SMC单元故障清除，VBC单元再向PCP单元发送清除VBC_ALARM信号，此动作必然发生在合功率主闸之后。本发明提供的第七优选的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，所述合功率主闸电容充电过程为1)当PCP单元接收到VBC单元发来的VBC_ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零， 且稳定一段时间之后，执行合功率主闸操作；2)合闸60秒后，60秒后确保SMC启动并不欠压，VBC发现SMC通信正常且不欠压， 清除VBC_ALARM信号；3)当PCP单元发现VBC_ALARM被清除，并且上传的桥臂电压和正确后，切充电电阻，稳定后，再清除Charg_0n信号；维持下发Lock至VBC，结束Charg_0n状态；4)PCP单元判断电容充电结束后决定进入正常运行流程。与现有技术相比，本发明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程具有以下优点1.通过最少数量的控制设备接口信号，完成了模块化多电平式柔性直流输电系统控制设备启动顺控流程。2.在启动过程中，能够使各级控制设备，得到逐步配合实现的最简的必要的上电后的自检功能。3.各级设备间启动时通过最简单的信号配合逻辑完成系统启动时子模块电容分步充电方式的功能需求。4.当启动过程中，个别子模块由于故障不能正常带电时，阀基控制设备会主动对其检测，并申请停运，系统将终止本次启动，从而使系统得到有效地保护。
图1是本发 明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统级控制保护设备PCP、 阀基控制设备VBC和子模块中央控制板SMC三级控制设备结构示意图；图2是本发明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程的系统启动顺序控制流程图；图3是本发明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程的参与启动过程的信号时序图。
具体实施例方式以下通过附图及实施例对本发明提供的一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程做进一步更详细的说明；实施例1本实施例的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，采用上级控制保护设备PCP，阀基控制设备VBC，子模块中央控制板SMC，如附图1所示各级控制设备，逐级根据接收到的控制命令和状态信息，产生并下发各级控制命令。同时，向上级控制设备上报本级控制设备当前状态和产生的请求信息，以及接收到的下级设备上传的当前状态和请求
fn息οl.PCP单元上电PCP控制单元上电默认起始状态应是(I)PCP单元上电后默认为TRIP状态，等待VBC单元上电后故障清除。(2)通过两路单独的光通信线路向VBC单元的两个电流平衡控制机箱主控板发送两路Active信号，两路Active信号内容为一主一从。(3)通过两路HDLC通信线路向两个电流平衡控制机箱主控板发送Lock闭锁和 Charg_on启动充电信号，即将HDLC通信内容中这两位置位。当PCP单元为TRIP状态时，等待VBC单元上电，当PCP单元收到VBC单元发来的 VBC_ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零，且稳定一段时间之后，认定VBC单元上电正常， PCP单元退出TRIP状态，然后合功率主闸。2. VBC单元上电VBC单元上电默认起始状态(1) VBC单元上电默认Lock和Chg_on信号为有效，即上电后停留在Lock和Charg_ on状态。这样当收到PCP单元发来的Lock和Charg_0n信号后，能够与VBC自身上电状态相吻合。(2) VBC的各个单元上电自检成功后清除向PCP发送的VBC_Trip信号。此时默认 SMC单元处于通信故障状态，继续向PCP发送VBC_ALARM置位信号。(3)由于VBC单元上电默认为LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC单元会持续向SMC单元下发闭锁命令，当SMC单元上电后，且SMC单元取能电源不欠压后，即SMC单元故障清除，VBC单元再向PCP单元发送清除VBC_ALARM信号，此动作必然发生在合功率主闸之后。
3.合功率主闸电容充电 (1)当PCP单元接收到VBC单元发来的VBC_ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零， 且稳定一段时间之后，执行合功率主闸操作。(2)合闸60秒后(60秒后确保SMC启动并不欠压)，VBC发现SMC通信正常且不欠压，清除VBC_ALARM信号。(3)当PCP单元发现VBC_ALARM被清除，并且上传的桥臂电压和正确后，切充电电阻，稳定后，再清除Charg_0n信号。维持下发Lock至VBC，结束Charg_0n状态。(4)PCP单元判断电容充电结束后决定进入正常运行流程。整个系统控制设备启动过程的流程图如附图2所示，参与启动顺控流程的各级控制设备接口信号时序图如附图 3所示。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管本领域的技术人员阅读本申请后，参照上述实施例对本发明进行种种修改或变更，但这些修改或变更，均在申请待批本发明的权利申请要求保护范围之内。
权利要求
1.一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述顺控流程采用上级控制保护设备PCP、阀基控制设备VBC和子模块中央控制板SMC三级控制设备，各级控制设备间均采用光通信，逐级根据接收到的控制命令和状态信息，产生并下发各级控制命令，同时，向上级控制设备上报本级控制设备当前状态和产生的请求信息，以及接收到的下级设备上传的当前状态和请求信息。
2.根据权利要求1所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述上级控制保护设备PCP与阀基控制设备VBC之间通过高速同步串行光通道连结， 所述阀基控制设备VBC与子模块中央控制板SMC之间通过异步串行光通道连结。
3.根据权利要求2所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述高速同步串行光通道数量为8条、带宽为14M。
4.根据权利要求2所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述异步串行光通道数量为208条、带宽为5M。
5.根据权利要求2所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于上级控制保护设备PCP、阀基控制设备VBC和子模块中央控制板SMC相互间的协作包括 PCP单元上电、VBC单元上电和合功率主闸电容充电三个过程。
6.根据权利要求5所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述PCP单元上电过程为PCP控制单元上电默认起始状态应是DPCP单元上电后默认为TRIP状态，等待VBC单元上电后故障清除；2)通过两路单独的光通信线路向VBC单元的两个电流平衡控制机箱主控板发送两路 Active信号，两路Active信号内容为一主一从；3)通过两路HDLC通信线路向两个电流平衡控制机箱主控板发送Lock闭锁和Charg_ on启动充电信号，即将HDLC通信内容中这两位置位；当PCP单元为TRIP状态时，等待VBC单元上电，当PCP单元收到VBC单元发来的VBC_ ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零，且稳定一段时间之后，认定VBC单元上电正常，PCP单元退出TRIP状态，然后合功率主闸。
7.根据权利要求5所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述VBC单元上电过程为VBC单元上电默认起始状态1)VBC单元上电默认Lock和Charg_on信号为有效，即上电后停留在Lock和Charg_on 状态，这样当收到PCP单元发来的Lock和Charg_0n信号后，能够与VBC自身上电状态相吻合；2)VBC的各个单元上电自检成功后清除向PCP发送的VBC_Trip信号；此时默认SMC单元处于通信故障状态，继续向PCP发送VBC_ALARM置位信号；3)由于VBC单元上电默认为LOCK，接收到PCP命令也是LOCK，因此VBC单元会持续向 SMC单元下发闭锁命令；当SMC单元上电后，且SMC单元取能电源不欠压后，即SMC单元故障清除，VBC单元再向PCP单元发送清除VBC_ALARM信号，此动作必然发生在合功率主闸之后。
8.根据权利要求5所述的模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其特征在于所述合功率主闸电容充电过程为 1)当PCP单元接收到VBC单元发来的VBC_ALARM信号置位，VBC_TRIP信号清零，且稳定一段时间之后，执行合功率主闸操作；2)合闸60秒后，60秒后确保SMC启动并不欠压，VBC发现SMC通信正常且不欠压，清除 VBC_ALARM 信号；3)当PCP单元发现VBC_ALARM被清除，并且上传的桥臂电压和正确后，切充电电阻，稳定后，再清除Charg_0n信号；维持下发Lock至VBC，结束Charg_0n状态；4)PCP单元判断电容充电结束后决定进入正常运行流程。
全文摘要
本发明涉及一种模块化多电平柔性直流输电系统控制设备顺控流程，其改进之处在于所述顺控流程采用上级控制保护设备PCP、阀基控制设备VBC和子模块中央控制板SMC三级控制设备，各级控制设备间均采用光通信，逐级根据接收到的控制命令和状态信息，产生并下发各级控制命令，同时，向上级控制设备上报本级控制设备当前状态和产生的请求信息，以及接收到的下级设备上传的当前状态和请求信息；该流程满足该系统各级控制设备在启动过程中的时序配合要求。
文档编号H02J1/00GK102222901SQ20111016198
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者杨岳峰, 王韧秋, 贺之渊, 高阳 申请人:中国电力科学研究院