一种模块化多电平换流器控制系统及控制方法与流程

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种模块化多电平换流器控制系统及控制方法。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，基于模块化多电平换流器的直流输电系统得到快速发展。在基于模块化多电平换流器的直流输电系统中，由于模块化多电平换流器中包括的子模块数目较多，因此，需要通过控制模块对该模块化多电平换流器中各子模块进行控制。

但是，现有的基于模块化多电平换流器的直流输电系统中，控制模块与模块化多电平换流器的各子模块之间的光纤通讯没有冗余配置，当模块化多电平换流器的某一子模块与控制模块之间的光纤通讯出现故障时，该子模块就无法与控制模块之间通讯，导致控制模块无法对该子模块进行控制，从而影响整个基于模块化多电平换流器的直流输电系统的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种模块化多电平换流器控制系统及控制方法，用于提高基于模块化多电平换流器的直流输电系统的可靠性。

为达到上述目的，本发明提供一种模块化多电平换流器控制系统，采用如下技术方案：

该模块化多电平换流器控制系统包括：模块化多电平换流器和控制模块，所述模块化多电平换流器包括多个子模块，每个所述子模块均与所述控制模块相连，且相邻两个所述子模块相互连接。

与现有技术相比，本发明提供的模块化多电平换流器控制系统具有以下有益效果：

在本发明提供的模块化多电平换流器控制系统中，模块化多电平换流器中的子模块不仅与控制模块相连，而且相邻两个子模块相互连接，则当该模块化多电平换流器中的某一子模块与控制模块之间的连接出现故障时，控制模块虽然不能直接与该子模块进行信号的传递时，但控制模块可通过与该子模块相邻且连接的子模块，与该子模块进行信号的传递，进而对该子模块进行控制，从而提高了基于上述模块化多电平换流器的直流输电系统的可靠性。

本发明实施例还提供一种模块化多电平换流器控制方法，采用如下技术方案：

该模块化多电平换流器控制方法使用上述模块化多电平换流器控制系统对所述模块化多电平换流器进行控制，所述模块化多电平换流器控制方法包括：

所述模块化多电平换流器中任一子模块与所述控制模块连接故障时，所述子模块为通讯故障子模块；所述控制模块通过连接所述通讯故障子模块的相邻子模块与所述通讯故障子模块通讯。

与现有技术相比，本发明提供的模块化多电平换流器控制方法的有益效果与上述模块化多电平换流器控制系统的有益效果相同，故此处不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为包括本发明实施例提供的模块化多电平换流器控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的模块化多电平换流器中子模块供电电路的结构示意图。

附图标记说明：

1—模块化多电平换流器， 11—子模块， 2—控制模块，

21—极控系统， 22—阀控系统， 111—子模块供电单元，

112—无线电能传输电路， 1121—双向变换电路， 1122—线圈，

3—控制回路， 4—取能电源， 41—主电源，

42—辅助电源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

实施例一

本发明实施例提供一种模块化多电平换流器控制系统，具体地，如图1所示，该模块化多电平换流器控制系统包括：模块化多电平换流器1和控制模块2，模块化多电平换流器包括多个子模块11，每个子模块11均与控制模块2相连，且相邻两个子模块11相互连接，示例性地，相邻两个子模块11可通过两条单向通讯光纤相互连接。

需要说明的是，本发明实施例提供的模块化多电平换流器控制系统中，未对模块化多电平换流器1中的子模块11的拓扑结构进行改进，上述模块化多电平换流器1中的子模块11的拓扑结构可以是现有的半桥结构、全桥结构或者箝位结构等，本发明实施例不进行限定。

在上述模块化多电平换流器控制系统中，当模块化多电平换流器1中子模块11与控制模块2之间的连接正常时，控制模块2可通过光纤直接与子模块11进行信号的传递，对子模块11进行控制和保护；当模块化多电平换流器中的某一子模块11与控制模块2之间的连接出现故障时，控制模块2则不能直接与该子模块11进行信号的传递，此时，控制模块2可通过与该子模块11相邻且连接的子模块11，与该子模块11进行信号的传递，进而对该子模块11进行控制。

在本实施例的技术方案中，模块化多电平换流器1中的子模块11不仅与控制模块2相连，而且相邻两个子模块11相互连接，则当该模块化多电平换流器1中的某一子模块11与控制模块2之间的连接出现故障时，控制模块2虽然不能直接与该子模块11进行信号的传递时，但控制模块2可通过与该子模块11相邻且连接的子模块11，与该子模块11进行信号的传递，进而对该子模块11进行控制，从而提高了基于上述模块化多电平换流器1的直流输电系统的可靠性。

示例性地，如图1所示，每个子模块11可分别通过下行光纤和上行光纤与控制模块2相连，当然也可以采用其他类似的连接方式实现子模块11与控制模块2的连接。

具体地，当模块化多电平换流器中1的某一子模块11与控制模块2之间的连接出现故障时，控制模块2不能直接与该子模块11进行信号的传递，此时，一方面，与控制模块2之间的连接出现故障的子模块11，可将信号通过单向光纤传输至与其连接的相邻子模块11，相邻子模块11即可通过上行光纤将信号传输至控制模块2；另一方面，控制模块2得到信号之后，又可将控制该子模块11的信号通过下行光纤传输至与其连接的相邻子模块11，相邻子模块11通过另一条单向光纤，将控制该子模块11的信号传输给该子模块，进而对该子模块11进行控制。

可选地，如图1所示，上述控制模块2包括相互连接的极控系统21和阀控系统22，每个子模块11均与阀控系统22相连。

示例性地，极控系统21和阀控系统22可分别通过值班信号光纤、上行光纤和下行光纤相互连接。

此外，如图2所示，每个子模块11均可包括子模块供电单元111，以及用于使相邻子模块11相互供电的无线电能传输电路112，控制系统中设有用于为控制系统中的控制回路3供电的取能电源4，子模块供电单元111和无线电能传输电路112分别与取能电源4相连。

需要说明的是，本发明实施例提供的控制系统中，包括多个独立的取能电源4和多个独立的控制回路3，每个子模块11独立为一个取能电源4和一个控制回路3供电。

在上述模块化多电平换流器控制系统中，当任一子模块11中子模块供电单元111出现故障时，该子模块11则可通过该子模块11中设置的无线电能传输电路112获取与该子模块相邻且连接的子模块11的电能，向与该子模块11相连的取能电源4供电，使取能电源4为控制回路3供电。

可选地，如图2所示，无线电能传输电路112包括相互连接的双向变换电路1121和线圈1122，双向变换电路1121与取能电源4相连。

示例性地，如图2所示，取能电源4包括主电源41和辅助电源42，子模块供电单元111分别与主电源41和辅助电源42相连，无线电能传输电路112与辅助电源42的相连。

具体地，当子模块11中的子模块供电单元111与主电源41均正常工作时，主电源41通过子模块供电单元111中的电容从子模块供电单元111处高位取能，为控制回路3供电，此时辅助电源42不工作；当子模块供电单元111正常工作，主电源41出现故障时，辅助电源42可通过子模块供电单元111中的电容从子模块供电单元111处高位取能，为控制回路3供电；当该子模块11中的子模块供电单元111出现故障时，则辅助电源42即可通过与其相连的无线电能传输电路112以及线圈1122接收与该子模块11相邻的子模块11提供的电能，与其相邻的子模块11中的辅助电源42从该子模块11中的子模块供电单元111处高位取能，并通过该子模块11中的无线电能传输电路112和线圈1122将电能传输至该出现故障的子模块11。

实施例二

本发明实施例提供一种模块化多电平换流器控制方法，使用本发明实施例一中提供的模块化多电平换流器控制系统对模块化多电平换流器进行控制，具体地，该模块化多电平换流器的控制方法包括：模块化多电平换流器中任一子模块与控制模块连接故障时，子模块为通讯故障子模块；控制模块通过连接通讯故障子模块的相邻子模块与通讯故障子模块通讯。

示例性地，如图1所示，当模块化多电平换流器中的某一子模块11与控制模块2之间的连接出现故障时，控制模块2则不能直接与该子模块11进行信号的传递，此时，控制模块2可通过与该子模块11相邻且连接的子模块11，与该子模块11进行信号的传递，进而对该子模块11进行控制。

在本实施例的技术方案中，当模块化多电平换流器中的某一子模块与控制模块之间的连接出现故障时，控制模块虽然不能直接与该通讯故障子模块进行信号的传递时，但控制模块可通过连接该通讯故障子模块的子模块与该通讯故障子模块通讯，进而对该通讯故障子模块进行控制，从而提高了基于该模块化多电平换流器的直流输电系统的可靠性。

此外，上述模块化多电平换流器控制方法还包括：

任一子模块中子模块供电单元出现故障时，子模块为供电故障子模块，供电故障子模块通过供电故障子模块中的无线电能传输电路获取与供电故障子模块相邻的子模块的电能，向与供电故障子模块相连的取能电源供电，使取能电源为控制回路供电。

示例性地，如图2所示，当子模块11中的子模块供电单元111出现故障时，则辅助电源42即可通过与其相连的无线电能传输电路112以及线圈1122接收与该子模块11相邻的子模块11提供的电能，与其相邻的子模块11中的辅助电源42从该子模块11中的子模块供电单元111处高位取能，并通过该子模块11中的无线电能传输电路112和线圈1122将电能传输至该出现故障的子模块11。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。