一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法及装置与流程

1.本发明涉及过压保护技术领域，尤其是涉及一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法及装置。


背景技术：

2.柔性直流换流阀作为柔性直流输电工程的核心设备，为了避免柔性直流换流阀在运行的过程中，由于其内部的功率模块的电容电压值过大而导致功率模块损坏，从而导致柔性直流换流阀运行异常的问题，通常采用配置于功率模块的软件过压保护功能和硬件过压保护功能，在功率模块的电容电压值过大时及时将功率模块旁路。当柔性直流换流阀中的某个功率模块的电容电压值过大时，配置于该功率模块的软件过压保护功能生效，将该功率模块旁路，当软件过压保护功能失效时，且该功率模块的电容电压值超过其硬件过压保护定值时，配置于该功率模块的硬件过压保护功能生效，将该功率模块旁路。
3.因此，为了确保当功率模块的电容电压值过大，且配置于该功率模块的软件过压保护功能失效时，能够通过配置于该功率模块的硬件过压保护功能将该功率模块旁路，有必要预先对功率模块硬件过压保护功能的有效性进行测试，然而现有技术中缺乏对功率模块硬件过压保护功能的有效性进行测试的方法，因此无法确保当功率模块在运行过程中的电容电压值过大时，能够有效地通过硬件过压保护功能将该功率模块旁路。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法及装置，以解决现有技术中缺乏对功率模块硬件过压保护功能的有效性进行测试的方法的问题，通过本发明预先对功率模块的硬件过压保护功能的有效性进行测试，能够避免当功率模块在运行过程中的电容电压值过大时，无法有效地通过硬件过压保护功能将功率模块旁路。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法，包括：
6.根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
7.对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值；
8.在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值；
9.根据所述旁路状态和所述电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电；
10.当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的硬件状况和旁路开关状态；
11.根据所述硬件状况和所述旁路开关状态，判断所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况，且所述旁路开关状态是否为闭合状态；
12.当所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，且所述旁路开关状态为闭合状态时，判定所述待测试功率模块的硬件过压保护功能正常。
13.作为其中一种改进，所述实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
14.通过所述阀控系统实时获取所述待测试功率模块通过上行通信光纤发送的旁路状态和电容电压值。
15.作为其中一种改进，所述在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，具体为：
16.在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，且所述待测试功率模块的电容电压值处于第一预设电压值范围内的情况下，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤。
17.作为其中一种改进，所述对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，具体为：
18.基于预先设置的充电回路，通过控制所述充电回路中除所述待测试功率模块之外的功率模块的数量，对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，其中，所述充电回路由电源模块、所述待测试功率模块、除所述待测试功率模块之外的至少一个功率模块和电感模块串联组成。
19.作为其中一种改进，所述根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，具体包括：
20.获取待测试功率模块的软件过压保护程序代码，所述软件过压保护程序代码包括用于对所述待测试功率模块的软件过压保护定值进行赋值的赋值代码；
21.根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，对所述赋值代码进行修改，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
22.将修改所述赋值代码后的软件过压保护程序代码写入所述待测试功率模块的控制芯片。
23.本发明实施例第二方面提供了一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试装置，包括：
24.软件过压保护定值修改模块，用于根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
25.充电模块，用于对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值；
26.第一数据获取模块，用于在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值；
27.第一数据处理模块，用于根据所述旁路状态和所述电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值是否下降，直至所述待
测试功率模块掉电；
28.第二数据获取模块，用于当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的硬件状况和旁路开关状态；
29.第二数据处理模块，用于根据所述硬件状况和所述旁路开关状态，判断所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况，且所述旁路开关状态是否为闭合状态；
30.测试结果输出模块，用于当所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，且所述旁路开关状态为闭合状态时，判定所述待测试功率模块的硬件过压保护功能正常。
31.作为其中一种改进，所述第一数据获取模块用于实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
32.通过所述阀控系统实时获取所述待测试功率模块通过上行通信光纤发送的旁路状态和电容电压值。
33.作为其中一种改进，所述第一数据获取模块用于在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，具体为：
34.在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，且所述待测试功率模块的电容电压值处于第一预设电压值范围内的情况下，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤。
35.作为其中一种改进，所述充电模块用于对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，具体为：
36.基于预先设置的充电回路，通过控制所述充电回路中除所述待测试功率模块之外的功率模块的数量，对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，其中，所述充电回路由电源模块、所述待测试功率模块、除所述待测试功率模块之外的至少一个功率模块和电感模块串联组成。
37.作为其中一种改进，所述软件过压保护定值修改模块用于根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，具体包括：
38.获取待测试功率模块的软件过压保护程序代码，所述软件过压保护程序代码包括用于对所述待测试功率模块的软件过压保护定值进行赋值的赋值代码；
39.根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，对所述赋值代码进行修改，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
40.将修改所述赋值代码后的软件过压保护程序代码写入所述待测试功率模块的控制芯片。
41.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例提出的一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法，预先对功率模块的硬件过压保护功能的有效性进行测试，能够避免当功率模块在运行过程中的电容电压值过大时，无法有效地通过硬件过压保护功能将功率模块旁路。
附图说明
42.图1是本发明实施例提供的一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法的流程示意图；
43.图2是本发明实施例提供的一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试装置的结构示意图。
具体实施方式
44.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，所描述的实施例仅仅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作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。
45.参见图1，本发明实施例第一方面提供了一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法，包括步骤s1至步骤s7，具体如下：
46.步骤s1，根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值。
47.具体地，由于柔性直流换流阀中的某个功率模块的电容电压值过大时，为了更好地对功率模块的硬件进行保护，通常首先由配置于该功率模块的软件过压保护功能生效，将该功率模块旁路，因此软件过压保护定值通常小于硬件过压保护定值，因此为了对待测试功率模块的硬件过压保护功能的有效性进行测试，需根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值。
48.需要说明的是，本发明实施例综合考虑待测试功率模块能够承受的电压范围以及待测试功率模块原本的软件过压保护定值，预先设置待测试功率模块的硬件过压保护定值。
49.作为其中一种改进，所述软件过压保护定值修改模块用于根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，具体包括：
50.获取待测试功率模块的软件过压保护程序代码，所述软件过压保护程序代码包括用于对所述待测试功率模块的软件过压保护定值进行赋值的赋值代码；
51.根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，对所述赋值代码进行修改，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
52.将修改所述赋值代码后的软件过压保护程序代码写入所述待测试功率模块的控制芯片。
53.具体地，控制芯片为待测试功率模块的功率模块控制板卡的cpld芯片，软件过压保护程序代码存储在待测试功率模块的功率模块控制板卡的cpld芯片中，且该软件过压保护程序代码包括用于对待测试功率模块的软件过压保护定值进行赋值的代码，因此本发明实施例在获取该软件过压保护程序代码后，直接修改对软件过压保护定值进行赋值的那部分代码，然后将修改之后的软件过压保护程序代码重新写入功率模块控制板卡的cpld芯片。
54.步骤s2，对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值。
55.具体地，在对待测试功率模块的软件过压保护定值进行修改之后，需对待测试功率模块进行充电，使其运行，将待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，其
中，为了确保待测试功率模块正常运行，第一预设电压值应不低于待测试功率模块在实际运行过程中的额定电压值。
56.作为其中一种改进，所述对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，具体为：
57.基于预先设置的充电回路，通过控制所述充电回路中除所述待测试功率模块之外的功率模块的数量，对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，其中，所述充电回路由电源模块、所述待测试功率模块、除所述待测试功率模块之外的至少一个功率模块和电感模块串联组成。
58.具体地，本发明实施例采用一个交流电压源与多个功率模块(含待测试功率模块)及电抗器串联组成一个充电回路，通过控制功率模块的投入/切除，即可将待测试功率模块的电容电压值充至第一预设电压值。
59.步骤s3，在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值。
60.具体地，本发明实施例在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值，即确保待预测功率模块正常运行后，断开阀控系统和待测试功率模块之间的下行通信光纤，使得功率模块控制板卡检测到阀控系统和待测试功率模块之间的下行通信故障，将整个待测试功率模块闭锁。待测试功率模块闭锁后，在正向运行电流的作用下进行充电，待测试功率模块的电容电压值迅速上升至超过待测试功率模块的硬件过压保护定值，此时功率模块控制板卡的硬件过压保护功能生效，功率模块控制板卡下发旁路开关闭合指令，闭合待测试功率模块的旁路开关。在硬件过压保护功能生效后，实时获取待测试功率模块的旁路状态和电容电压值。
61.作为其中一种改进，所述实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
62.通过所述阀控系统实时获取所述待测试功率模块通过上行通信光纤发送的旁路状态和电容电压值。
63.具体地，功率模块内部的功率模块控制板卡自带电容电压采样回路，可开展功率模块的电容电压值采样，功率模块控制板卡将采样获得的电容电压值通过上行通信光纤发送给阀控系统，此外，旁路开关在闭合后，会将旁路状态反馈至功率模块控制板卡，功率模块控制板卡通过上行通信光纤将旁路状态发送给阀控系统。因此，本发明实施例通过阀控系统实时获取所述待测试功率模块通过上行通信光纤发送的旁路状态和电容电压值。
64.作为其中一种改进，所述在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，具体为：
65.在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，且所述待测试功率模块的电容电压值处于第一预设电压值范围内的情况下，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤。
66.需要说明的是，第一预设电压值范围所包含的电压值为与待测试功率模块在实际运行过程中的额定电压值相近的电压值。
67.具体地，在所述待测试功率模块的电容电压值处于第一预设电压值范围内的情况
下，即待测试功率模块的电容电压值稳定在额定电压值附近，表示待测试功率模块的运行已达到稳定的状态，然后在预设的某一时刻断开阀控系统和待测试功率模块之间的下行通信光纤，例如，测试人员在预设的某一时刻手动将阀控系统和待测试功率模块之间的下行通信光纤断开，以使待测试功率模块控制板卡检测到待测试模块发生了下行通信故障，然后闭锁待测试功率模块。
68.步骤s4，根据所述旁路状态和所述电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电。
69.具体地，根据实时获取的旁路状态和电容电压值，即可获得旁路状态和电容电压值的变化情况，本发明实施例根据旁路状态和电容电压值，即可判断待测试功率模块是否处于旁路状态，且待测试功率模块的电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电。
70.需要说明的是，待测试功率模块掉电后，其上行通信会中断，阀控系统无法继续获取待测试功率模块发送的信息，因此根据待测试功率模块的上行通信是否中断，即可判断待测试功率模块是否已掉电。
71.步骤s5，当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的硬件状况和旁路开关状态。
72.具体地，当待测试功率模块处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，说明待测试功率模块已通过旁路的方式从柔性直流换流阀主回路中被切除，为了确保对待测试功率模块的硬件过压保护功能的有效性进行测试的准确性，需进一步地获取待测试功率模块的硬件状况和旁路开关状态，例如，测试人员在待测试功率模块掉电，确保安全后，进入测试现场实地查看待测试功率模块的硬件状况及旁路开关状态。
73.需要说明的是，当待测试功率模块未处于旁路状态，且待测试功率模块的电容电压值未持续下降使待测试功率模块掉电，说明待测试功率模块的硬件过压保护功能失效，判定待测试功率模块的硬件过压保护功能异常。
74.步骤s6，根据所述硬件状况和所述旁路开关状态，判断所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况，且所述旁路开关状态是否为闭合状态。
75.具体地，硬件状况包括但不仅限于待测试功率模块的外壳损坏状况、内部元部件的外观损坏状况、形状变形状况以及内部各组件的松动、脱落和偏移情况。本发明实施例根据硬件状况和旁路开关状态，即可判断待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况，且所述旁路开关状态是否为闭合状态，根据判断的结果即可得知待测试功率模块的硬件过压保护功能是否正常。
76.步骤s7，当所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，且所述旁路开关状态为闭合状态时，判定所述待测试功率模块的硬件过压保护功能正常。
77.具体地，待测试功率模块的硬件未出现损坏情况包括但不仅限于待测试功率模块的外壳及内部所有元部件外观、形状均正常未出现损坏、变形，各组件未出现松动、脱落或偏移。当待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，且旁路开关状态为闭合状态时，说明待测试功率模块通过其硬件过压保护功能有效地进行旁路，且未因电容电压过大而导致损坏的
情况，判定所述待测试功率模块的硬件过压保护功能正常。
78.需要说明的是，当待测试功率模块的硬件出现损坏情况和/或其旁路开关状态为开启状态时，说明待测试功率模块的硬件过压保护功能失效，或者待测试功率模块无法通过其硬件过压保护功能确保其硬件不因电容电压过大而造成损坏，因此判定待测试功率模块的硬件过压保护功能异常。
79.采用本发明实施例提供的一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法，预先对功率模块的硬件过压保护功能的有效性进行测试，能够避免当功率模块在运行过程中的电容电压值过大时，无法有效地通过硬件过压保护功能将功率模块旁路。
80.参见图2，本发明实施例第二方面提供了一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试装置，包括：
81.软件过压保护定值修改模块201，用于根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
82.充电模块202，用于对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值；
83.第一数据获取模块203，用于在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值；
84.第一数据处理模块204，用于根据所述旁路状态和所述电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电；
85.第二数据获取模块205，用于当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述待测试功率模块的电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的硬件状况和旁路开关状态；
86.第二数据处理模块206，用于根据所述硬件状况和所述旁路开关状态，判断所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况，且所述旁路开关状态是否为闭合状态；
87.测试结果输出模块207，用于当所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，且所述旁路开关状态为闭合状态时，判定所述待测试功率模块的硬件过压保护功能正常。
88.作为其中一种改进，所述第一数据获取模块203用于实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
89.通过所述阀控系统实时获取所述待测试功率模块通过上行通信光纤发送的旁路状态和电容电压值。
90.作为其中一种改进，所述第一数据获取模块203用于在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤，具体为：
91.在将所述电容电压值升高至所述第一预设电压值后，且所述待测试功率模块的电容电压值处于第一预设电压值范围内的情况下，断开阀控系统和所述待测试功率模块之间的下行通信光纤。
92.作为其中一种改进，所述充电模块202用于对所述待测试功率模块进行充电，将所
述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，具体为：
93.基于预先设置的充电回路，通过控制所述充电回路中除所述待测试功率模块之外的功率模块的数量，对所述待测试功率模块进行充电，将所述待测试功率模块的电容电压值升高至第一预设电压值，其中，所述充电回路由电源模块、所述待测试功率模块、除所述待测试功率模块之外的至少一个功率模块和电感模块串联组成。
94.作为其中一种改进，所述软件过压保护定值修改模块201用于根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，修改所述待测试功率模块的软件过压保护定值，具体包括：
95.获取待测试功率模块的软件过压保护程序代码，所述软件过压保护程序代码包括用于对所述待测试功率模块的软件过压保护定值进行赋值的赋值代码；
96.根据待测试功率模块的预设的硬件过压保护定值，对所述赋值代码进行修改，以使所述软件过压保护定值大于所述硬件过压保护定值；
97.将修改所述赋值代码后的软件过压保护程序代码写入所述待测试功率模块的控制芯片。
98.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种功率模块硬件过压保护功能有效性的测试装置，能够实现上述任一实施例所述的功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法的所有流程，装置中的各个模块的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的功率模块硬件过压保护功能有效性的测试方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。
99.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。