高压直流系统的冗余控制设备和方法
【专利摘要】本发明提供了一种高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备。该冗余控制设备包括：第一系统和执行与第一系统的功能对应的功能的第二系统，以及第一逻辑切换器(COL)和第二COL，其判定是否在第一系统和第二系统之间切换，其中光通信模块存在于第一系统和第一COL之间、第一COL和第二COL之间以及第二系统和第二COL之间以发送并接收数据，并且第一COL和第二COL包括检查光通信模块的连接或线路状态以及传输数据的有效性的监测控制单元。
【专利说明】
高压直流系统的冗余控制设备和方法
技术领域
[0001]本公开涉及一种冗余控制设备和方法，并且尤其是，涉及一种高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备和方法。
【背景技术】
[0002]存在两种电力系统互联方法，典型的一种互联方法用于对AC电力系统本身进行互联，而另一种用于通过电力换流器将AC电力变换成DC电力后对系统进行互联。最近，对将AC电力变换成DC电力后对电力系统进行互联的方法的兴趣逐渐多于对AC电力系统本身进行互联的方法的兴趣。采用电力换流器的高压直流(HVDC)传输系统也安装在韩国的济州岛和海南郡之间以对济州岛和海南郡之间的电力系统进行互联。
[0003]HVDC传输方法指一种供电方法，其中在发电站处生成的AC电力变换成DC电力，传送该DC电力然后在电力接收区域中再将其变换成AC电力。
[0004]DC传输方法具有很多优点。
[0005]首先，由于DC电压的大小仅约为AC电压的最大值的70%，HVDC传输系统可易于执行设备绝缘，且由于其电压低，因此能够减少安装在每个设备中的绝缘体的数目并降低铁塔的高度。
[0006]由于当传输相同的电力时，DC方法比起AC方法具有更小的传输损耗，因此HVDC传输系统最大的优点是可以增加输电效率。与AC方法中相比，HVDC传输系统在DC方法中可以传输两倍以上的电流。
[0007]由于HVDC传输系统可以减小电线消耗和传输线路的面积，因此它是有效的，并且还能够通过连接具有不同电压或频率的两个系统来增强系统的稳定性。
[0008]HVDC传输系统没有输电距离的限制，且DC传输方法在超过450千米的陆地输电中或同样在超过40千米的水下输电中不需要昂贵的建造成本。
[0009]从而，HVDC传输系统被用于新可再生能源的电力系统互联方法，尤其用于大型近海风电场的输电。
[0010]由于在中国和印度，发电站和电力用户之间的距离为1000千米或更远，因此HVDC传输系统的普及在近期迅速增加。
[0011]由于对这种HVDC系统而言稳定的操作十分重要，因此诸如HVDC的控制等相关设施具有冗余配置。
[0012]具有冗余配置的两个系统通常通过SCSI电缆来连接，在这种情况下，会发生断路或线路的问题。
[0013]局限性还在于用于检查另一对应系统的操作的电压受到噪声的影响，从而冗余控制设备发生故障。
【发明内容】
[0014]实施例提供了一种具有新结构的高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备。
[0015]实施例提供了一种可以可靠地发送数据的HVDC传输系统的冗余控制设备。
[0016]在一个实施例中，高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备包括:第一系统和执行与第一系统的功能对应的功能的第二系统；以及第一逻辑切换器(COL)和第二C0L，其判定是否在第一系统和第二系统之间进行切换，其中，光通信模块存在于第一系统和第一COL之间、第一⑶L和第二⑶L之间以及第二系统和第二⑶L之间以发送并接收数据，并且第一COL和第二 COL包括检查光通信模块的连接或线路状态以及传输数据的有效性的监测控制单元。
[0017]实施例的优点在于能够提供一种具有新结构的高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备。
[0018]实施例的优点在于能够提供一种可以可靠地传输数据的HVDC传输系统的冗余控制设备。
[0019]在附图以及下文的说明书中阐述了一个或多个实施例的细节。其他特征从说明书和附图中以及从权利要求书中是显而易见的。
【附图说明】
[0020 ]图1是高压直流(HVDC)传输系统的示意性框图。
[0021 ]图2和图3是用于解释根据实施例的HVDC传输系统的冗余控制设备和方法的图。
【具体实施方式】
[0022]现将详细参照本公开的实施例，其示例在附图中进行了图示。
[0023]将参照附图来详细描述根据实施例的用于电动车辆的电子设备。但本发明可以采用多种不同形式来实现且不应当被理解成限于文中所阐述的实施例；相反，包含在其他退步发明中或落在本公开的精神和范围内的替代实施例可以很容易地通过添加、更改以及改变来得到，并将本发明的概念充分地传达给本领域的技术人员。
[0024]当提到任一部件“连接”或“接入”至另一部件时，应当理解前者可以与后者直接相连接，或者在两者之间可以存在另一部件。相反，当任一部件称为‘直接连接’或‘直接接入’至另一部件时，应当理解在两者之间不存在其他部件。
[0025]在本申请中采用的术语仅用于描述特定的实施例，且不旨在限制本公开。除非另有说明，单数形式的术语包括多数形式。应当理解术语“包括”或“具有”指在本公开中存在所表示的特征、数字、步骤、操作、部件、零件或其组合，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、部件、零件或其组合。此外，在本公开中的术语“单元”意指用于处理至少一个功能或操作的单元，且其可以嵌入在硬件、软件或其组合中。
[0026]在下文中，将参照图1至图3来详细描述根据本公开的高压直流(HVDC)传输系统的冗余控制设备和方法。
[0027]图1是HVDC系统的示意性框图。
[0028]参照图1，HVDC系统可以包括交流(AC)侧电源102、变换用变压器103、阀(换流器)104、DC侧电源105、断路器101以及控制器(控制和保护;C&P)106。
[0029]控制器106是用于监测和保护针对HVDC系统中使用的每个功能的控制器的系统，并且其在特定的控制器发生故障时立即处理故障来保护系统。控制器106可以将上述部件作为整体来控制。
[0030]可以提供相同的两个系统使得在HVDC系统中执行相同功能的系统持续地执行操作。即，存在第一系统和第二系统，在当前操作的系统具有诸如在提供服务时系统发生故障等故障的情况下，提供服务的备用空闲系统或另一系统可以继续提供服务。
[0031]在这种情况下，在HVDC系统中的两个系统中的每一个各自具有主动模式和备用模式，且两个系统经逻辑地组合来进行操作，彼此监测。当前操作的系统称为主动系统，且处于备用状态的系统称为备用系统。主动系统在系统中事实上运行并处于主动状态，其执行对所有连接的设备的输入和输出操作以及所有连接的设备的逻辑，并对处于备用状态的备用系统提供所有操作信息。备用系统以备用状态等待成为主动系统，即，其处于非主动状态并预备好通过主动系统中所有数据和状态信息的同步立即切换至主动状态。
[0032]此外，HVDC系统中的两个系统中的每一个可以具有主动模式并在进行操作的同时监测另一对应系统的状态，且当一个系统具有故障时，另一系统可以继续提供服务。
[0033]图2和图3是用于解释根据实施例的HVDC传输系统的冗余控制设备和方法的图。
[0034]参照图2和图3，根据实施例的冗余控制设备包括第一系统10、第二系统20、第一逻辑切换器(change over logic，⑶L)20以及第二COL 21。在本例中，COL是在具有冗余配置的系统中判定是否切换控制的设备。
[0035]第一COL 11控制第一控制模块31，而第二COL 21控制第二控制模块32。
[0036]第一系统10、第二系统20、第一COL 11以及第二COL 21可作为冗余控制设备，冗余控制设备为图1中控制器106的部件，且第一控制模块31和第二控制模块32可作为阀控制器，阀控制器为阀104的部件。
[0037]第一COL11向第一控制模块31发送控制命令，而第二COL 21向第二控制模块32发送控制命令。
[0038]此外，第一⑶L11向第二COL 21发送其操作状态和第一系统10的操作状态，相反，第二COL 21向第一COL 11发送其操作状态和第二系统20的操作状态。
[0039]此外，第一⑶L11向第一系统10发送其操作状态以及第二系统20和第二COL 21的操作状态。
[0040]此外，第二⑶L21向第二系统20发送其操作状态以及第一系统10和第一COL 11的操作状态。
[0041 ]在上述HVDC传输系统中，当第一系统10具有故障时，第一COL 11感测该故障，阻止第一控制模块31变成被第一COL 11控制，并且还将控制权交至第二COL 21和第二系统20以使第一控制模块31能够由第二系统20来控制。
[0042]在HVDC传输系统中，当第二系统20具有故障时，第二COL21感测该故障，阻止第二控制模块32变成被第二COL 21控制，并且还将控制权交至第一COL 11和第一系统10以使第二控制模块32能够由第一系统10来控制。
[0043]在上述HVDC传输系统中，在第一系统10和第一⑶L 11之间、第一⑶L 11和第一控制模块31之间、第一COL 11和第二COL 21之间、第二系统20和第二COL 21之间以及第二COL21和第二控制模块32之间存在光通信模块而无需采用通常的SCSI电缆来发送和接收数据。
[0044]在采用光通信模块的情况下，数据有效性和实时特性与采用SCSI电缆时相比可以提高五倍以上，且能够使由于外部噪声而引起的故障最小化。
[0045]图3示出了第一COL11的详细结构。尽管未示出第二COL 21的结构，但其与第一COL 11的结构相同。
[0046]如图3所示，第一⑶L 11包括系统控制单元111、监测控制单元112、命令控制单元113以及COL控制单元114。
[0047]系统控制单元111检查第一系统10和第一⑶L11的当前状态，并在发现故障时传送用于停止第一系统10和第一 COL 11的操作的命令，COL控制单元114在COL之间交换数据，检查是否存在错误，并向另一对应⑶L控制单元(第二 COL的⑶L控制单元)发送第一系统10和第一⑶L 11的当前状态，且命令控制单元113根据第一⑶L 11的状态向第一控制模块31传送控制命令。
[0048]此外，监测控制单元112实时地检查光通信模块的连接或线路状态以及传输数据的有效性以将它们传送至系统控制单元111。因此，第一系统10可以精确地设定正确的和更新的状态信息。
[0049]如上文所论述的，由于HVDC传输系统的冗余控制设备通过光通信模块来发送并接收数据，并实时地监测光通信模块的连接或线路状态以及传输数据的有效性，因此其优点在于能够可靠地发送并接收数据。
[0050]在上述的各实施例中描述的每个部件和/或功能可以彼此组合，本领域技术人员可以理解:可以不背离权利要求书中所阐述的本公开的精神和范围而实施各种改进和更改。
【主权项】
1.一种高压直流传输系统的冗余控制设备，所述冗余控制设备包括: 第一系统和执行与所述第一系统的功能对应的功能的第二系统；以及 第一逻辑切换器和第二逻辑切换器，其判定是否在所述第一系统和所述第二系统之间进行切换， 其中，光通信模块存在于所述第一系统和所述第一逻辑切换器之间、所述第一逻辑切换器和所述第二逻辑切换器之间以及所述第二系统和所述第二逻辑切换器之间以发送并接收数据，并且 所述第一逻辑切换器和所述第二逻辑切换器包括监测控制单元，其检查所述光通信模块的连接或线路状态以及传输数据的有效性。2.根据权利要求1所述的冗余控制设备，其中所述第一逻辑切换器控制所述第一控制模块，所述第二控制逻辑切换器控制所述第二控制模块，并且，根据所述第一系统和所述第二系统的状态，所述第一逻辑切换器控制所述第一控制模块和所述第二控制模块，或者所述第二逻辑切换器控制所述第一控制模块和所述第二控制模块。3.根据权利要求2所述的冗余控制设备，其中所述第一逻辑切换器包括:系统控制单元，其检查所述第一系统和所述第一逻辑切换器的当前状态并在发现故障时传送停止所述第一系统和所述第一逻辑切换器的操作的命令;逻辑切换器控制单元，其与所述第二逻辑切换器交换数据，检查是否存在错误，并向所述第二逻辑切换器发送所述第一系统和所述第一逻辑切换器的当前状态；以及命令控制单元，其根据所述第一逻辑切换器的状态向所述第一控制模块传送控制命令。4.根据权利要求2所述的冗余控制设备，其中光通信模块存在于所述第一逻辑切换器和所述第一控制模块之间以及所述第二逻辑切换器和所述第二控制模块之间以发送并接收数据。
【文档编号】H02J13/00GK105978045SQ201610133087
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月9日
【发明人】李承勋, 金锺培, 金应秀
【申请人】Ls产电株式会社