多端直流输电系统的站间保护和控制通讯通道复用的方法与流程

1.本发明涉及站间保护和控制通讯通道复用的方法，尤其涉及一种多端直流输电系统的站间保护和控制通讯通道复用的方法。


背景技术：

2.现有的多端直流输电系统的控制保护站间通讯常规设计中，站间保护通讯通道和站间控制通讯通道虽然在物理上是相连的，但是在通道的实际使用上是相互独立的。当多端直流输电系统的枢纽站发生汇流母线保护动作时，除了通过本站的控制装置去闭锁本站换流阀，以及跳本站交流断路器之外，还需将动作信号发送到与汇流母线相连的其他站，并闭锁其他站的换流阀。现有技术中对于站间保护通讯通道，只通过站间保护通讯通道去实现汇流母线保护动作信号的传输，如果与枢纽站相关联的站间保护通讯通道全部故障或停运，枢纽站的保护动作信号将无法送到其他站；对于站间控制通讯通道，只通过站间控制通讯通道去实现控制信号的传输，如果与信号发出站相关联的站间控制通讯通道全部故障或停运，信号将无法送到其他站；因此，导致多端直流输电系统的站间的保护通讯和控制通讯的正确传输可靠性较低。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种实现信号的交叉迂回传输、传输可靠性高的多端直流输电系统的站间保护和控制通讯通道复用的方法。
4.技术方案：本发明中所述多端直流输电系统包括n个换流站s1、s2、
……
、sn，各换流站之间通过汇流母线连接，每个换流站内均有控制单元和保护单元，不同换流站的保护单元通过两两站间保护通讯通道实现保护信号的传输，不同换流站的控制单元通过两两站间控制通讯通道实现控制信号的传输；站间保护通讯通道和站间控制通讯通道相互复用，互为冗余；当保护通讯通道发生故障时，保护信号通过控制通讯通道进行传输；当控制通讯通道发生故障时，控制信号通过保护通讯通道进行传输。
5.换流站si和换流站sj的站间保护通讯有两种路径选择，其中1≤i《j≤n：
6.路径(1)，换流站si和换流站sj的站间保护通讯直连通道，或换流站si和换流站sj经第三站迂回的站间保护通讯通道；路径(2)，换流站si的保护动作信号先传输到本站控制单元，然后经过换流站si至换流站sj的直连控制通讯通道si-sj或第三站迂回的站间控制通讯通道将保护动作信号传输到换流站sj；路径(1)和路径(2)取或逻辑。
7.当某枢纽换流站sj发生汇流母线保护动作时，除了通过本站的控制装置去闭锁本站换流阀，以及跳本站交流断路器之外，还需将保护动作信号发送到与汇流母线相连的其他换流站si，选择通讯路径(1)或路径(2)实现站间保护动作信号的传输。
8.换流站si和换流站sj的站间控制通讯有两种路径选择，其中1≤i《j≤n：
9.路径(a)，换流站si和换流站sj的站间控制通讯直连通道，或换流站si和换流站sj经第三站迂回的站间控制通讯通道；路径(b)，换流站si的控制信号先传输到本站保护单
元，然后经过换流站si至换流站sj的直连保护通讯通道si-sj或第三站迂回的站间保护通讯通道将控制信号传输到换流站sj；路径(a)和路径(b)取或逻辑。
10.本发明与现有技术相比，其显著效果如下：1、在多端直流输电系统站间常规保护通讯通道的基础上，将多端直流输电系统的站间控制通讯通道纳入站间常规保护通讯通道的备用，当站间常规保护通讯通道全部故障或停运时，确保保护信号和控制信号仍然在站间正确快速传输；2、在直流控制保护系统的硬件架构上不做任何改动的情况下，实现了通讯可靠性提高的同时，不需增加额外的投资，因此具有很好的经济性。
附图说明
11.图1为本发明所涉及的多端直流输电系统控制保护单元及其站间通讯通道组成原理图；
12.图2为本发明的多端直流输电系统换流站内的保护和控制单元通讯连接示意图；
13.图3为本发明的在保护通讯通道停运或故障情形下保护信号传输示意图；
14.图4为本发明的在控制通讯通道停运或故障情形下控制信号传输示意图。
具体实施方式
15.下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
16.在目前多端直流输电系统的控制保护站间通讯常规设计中，站间的保护通讯通道和控制通讯通道各自构成独立的通讯闭环。而在直流换流站的控制保护单元配置中，保护单元和控制单元是通过光纤连接起来的。
17.选取三端直流输电系统为例，其实现过程如下：
18.如图1所示为本发明所涉及的多端直流输电系统控制保护单元及其站间通讯通道组成原理图。多端直流输电系统包括三个换流站s1、s2、s3，其中换流站s2通过汇流母线与换流站s1、s3均有线路连接，称为枢纽换流站，换流站s1、s2、s3内均有各自的控制单元和保护单元，不同站的保护单元通过两两站间保护通讯通道实现保护信号的传输，不同站间的控制单元通过两两站间控制通讯通道实现控制信号的传输，
19.本发明中，站间保护通讯通道和站间控制通讯通道可以相互复用，互为冗余，即当保护通讯通道发生故障时，保护信号可以通过控制通讯通道进行传输，当控制通讯通道发生故障时，控制信号可以通过保护通讯通道进行传输。
20.如图2所示，直流保护单元采用三重化配置，且三套保护装置均以光纤方式分别与三取二装置以及控制主机进行通讯，传输经过校验的数字量信号，以保证可靠性和安全性。虽然站间保护通讯通道和站间控制通讯通道在物理上是相连的，但是在通道的实际使用上是独立的。
21.(一)三端直流输电系统的站间保护信号传输过程
22.在多端直流系统中，当枢纽换流站发生汇流母线保护动作时，需要将保护动作信号发送到与本枢纽站中的汇流母线相连的其他换流站。
23.如图3所示，当枢纽换流站s2发生汇流母线保护动作时，除了通过本站的控制装置去闭锁本站换流阀，以及跳本站交流断路器之外，还需将动作信号发送到与汇流母线相连的换流站s1。此时换流站s2至换流站s1的直连保护通讯通道s2-s1，及通过换流站s3中转的
迂回保护通讯通道s2-s3-s1均发生故障或因其他原因退出运行，保护动作信号可先传输到本站控制单元，然后经过换流站s2至换流站s1的直连控制通讯通道s2-s1，或通过换流站s3中转的迂回控制通讯通道s2-s3-s1，将保护信号传输到换流站s1。
24.当枢纽换流站s2发生汇流母线保护动作时，除了通过本站的控制装置去闭锁本站换流阀，以及跳本站交流断路器之外，还需将动作信号发送到与汇流母线相连的换流站s3。此时换流站s3至换流站s2的直连保护通讯通道s2-s3，及通过换流站s1中转的迂回保护通讯通道s2-s1-s3均发生故障或因其他原因退出运行，保护信号可先传输到本站控制单元，然后经过换流站s2至换流站s3的直连控制通讯通道s2-s3，或通过换流站s1中转的迂回控制通讯通道s2-s1-s3，将保护动作信号传输到换流站s3。
25.(二)三端直流输电系统的站间控制信号传输过程
26.如图4所示，如换流站s1和换流站s2控制单元的站间控制通讯通道发生故障或因其他原因退出运行，这其中包括换流站s1和换流站s2的站间直连控制通讯通道s1-s2，以及换流站s1和换流站s2的站间经换流站s3迂回的控制通讯通道s1-s3-s2发生故障或因其他原因退出运行的情形，则换流站s1和换流站s2控制单元的站间控制信号可经过本站控制单元与保护单元之间的通讯通道，以及换流站s1和换流站s2保护单元的站间保护通讯通道来传输。
27.如换流站s1和换流站s3控制单元的站间控制通讯通道发生故障或因其他原因退出运行，这其中包括换流站s1和换流站s3的站间直连控制通讯通道s1-s3，以及换流站s1和换流站s3的站间经换流站s2迂回的控制通讯通道s1-s2-s3发生故障或因其他原因退出运行的情形，则换流站s1和换流站s3控制单元的站间控制信号可经过本站控制单元与保护单元之间的通讯通道，以及换流站s1和换流站s3保护单元的站间保护通讯通道来传输。
28.s3控制单元的站间控制通讯通道发生故障或因其他原因退出运行，这其中包括s2和s3的站间直连控制通讯通道s2-s3，以及s2和s3的站间经s1迂回的控制通讯通道s2-s1-s3发生故障或因其他原因退出运行的情形，则s2和s3控制单元的站间控制信号可经过本站控制单元与保护单元之间的通讯通道，以及s2和s3保护单元的站间保护通讯通道来传输。
29.(三)多端直流输电系统的站间保护和控制通讯通道复用的过程
30.本发明的方法同样适用于具有n个换流站s1、s2
……
sn等的情形，如果si站和sj站的站间保护通讯通道中断，其中1≤i《j≤n，可以利用换流站si和换流站sj的站间控制通讯通道传输保护信号；站间保护信号的传输参照三端直流输电系统的站间保护信号传输过程进行。
31.本发明的方法同样适用于具有n个换流站s1、s2
……
sn等的情形，如果换流站si和换流站sj的站间控制通讯通道中断，其中1≤i《j≤n，可以利用换流站si和换流站sj的站间保护通讯通道传输控制信号；站间控制信号的传输参照三端直流输电系统的站间控制信号传输过程进行。
32.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例进行的各种形式修改或变更均在本发明的保护范围之内。