一种现场调试及测试环流抑制策略参数的方法与流程

本发明涉及电力系统的电力电子柔性直流输电领域，具体涉及一种现场调试及测试环流抑制策略参数的方法。

背景技术：

模块化多电平(MMC)技术在高压直流输电领域应用时，换流阀需要数百乃至数千只子模块串联，每个子模块都必须单独控制，作为控制保护系统和换流阀的接口设备，阀基控制设备VBC承担着全体子模块和整个桥臂的运行控制和安全保护重任。

由于模块化多电平技术的MMC直流输电系统三相桥臂相当于并联在系统的直流侧。当稳态运行时，各桥臂间的电压不可能完全一致，因此必然会在三相桥臂间产生环流，从而使正弦的桥臂电流波形发生畸变，因此，需要在阀基控制设备VBC中完成环流抑制策略的实现。

环流抑制策略在通常的仿真软件进行的调试状况都是在理想状况下完成的，而环流的产生很大程度则是由于器件的非理想状况，即不一致性所产生，因此，其参数整定和策略调试更大程度上取决于工程现场状况的具体调试。需要对策略的各参数作具体而细致的调整整定，并且此整定过程需要反复测试调试进行。

当前通常的策略算法调试手段是根据仿真不断进行参数状态整定，从而对阀基控制设备VBC反复进行芯片程序的参数修改烧写，或者在仿真器中运行反复烧写。这样的方式，不符合现场工程软件稳定性和可靠性使用要求，也不符合运行阀的安全性要求。

柔性直流输电系统工程现场调试及测试和策略参数整定是在工程中极易产生人为错误和引入产品隐患的工程环节，尤其以工程现场中修改软件代码更为严重。

设计一套创新性的工程策略参数调试整定的现场方法，对于柔性直流输电工程的系统可靠调试和稳定运行，具有至关重要的作用。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种现场调试及测试环流抑制策略参数的方法，可以完成阀基控制设备VBC的环流抑制算法在工程现场实现策略的调试和参数的整定。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种现场调试及测试环流抑制策略参数的方法，其改进之处在于，所述方法采用阀基控制设备VBC实现，所述阀基控制设备VBC包括与阀监视单元通过光纤连接的桥臂电流控制单元、桥臂汇总控制单元以及桥臂分段控制单元，所述阀监视单元与上位机通过网线连接；所述阀监视单元接收桥臂电流控制单元、桥臂汇总控制单元、桥臂分段控制单元的每个机箱发出的换流、桥臂以及柔性直流输系统自身状况的信息；所述桥臂电流控制单元、桥臂汇总控制单元及桥臂分段控制单元均包括控制机箱、核心功能控制板和通信接口板；

所述方法包括：

在阀监视单元的上位机人机界面设置调试参数；

在阀监视单元增加光发送命令接口，将调试参数和光纤通信信号发送至桥臂电流控制单元；

在桥臂电流控制单元增加接收命令接口，轮询扫描接收信息状况；

桥臂电流控制单元增加参数修正调试程序，根据接收信息反复更改调试条件和策略参数，直至调试最优化；

综合调试结果和参数整定结果，统一升级阀基控制设备应用模块，去掉调试接口模块和参数修改模块，完成工程化应用。

进一步地，在桥臂电流控制单元配置调试功能，使其每控制周期通过光纤接口接收阀监视单元数据，如接收不到，则不作处理；如接收到，则通过接收到的命令进入到调试状态，打开调试控制开关；再通过不同的调试参数整定命令修改运行参数，使系统在运行时实时改变参数，通过不同的查询命令来发送相应的控制状态和数据，以便于在阀监视单元上进行录波和实时显示。

进一步地，在阀监视单元上配置发送命令接口，使其能够通过上位机的控制命令向桥臂电流控制单元发送相应的控制命令，并与阀基控制设备VBC的状态接收一样，进行每周期的数据接收，同时开辟出内存，来存储接收到的数据，在上位机调用录波波形时，将存储的数据发送给上位机显示；

对上位机进行配置，使上位机具备绘制各环节框图和各环节参数配置功能以及录波功能，在算法框图各环节处的参数配置上具备填写、发送和查询功能，使其能够确保数据发送成功并修改成功，同时随时手动启动录波，以便观测波形状况和比对效果。

进一步地，根据电流波形，评估环流的谐波状况，将谐波降至最低，即为调试最优化；

进一步地，所述光纤通信采取基于端到端光纤通信技术，根据数据量大小及通信速率选择；

所述端到端光纤通信技术指的是通过两个不同实体之间的光纤应用层连接的一对一通信方式；

所述端到端光纤通信技术采用物理层符合IEC60044-8标准，光纤介质，通信速率为10Mbit/s；链路层符合IEC60870-5-1的FT3格式；发送方以高低电平为基准，接收方以上升下降沿为基准的通信方式。

本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

本方面提出的现场调试及测试环流抑制策略参数的方法，避免了工程现场反复修改软件代码的详细调试过程，规避了复杂策略的调试及参数整定过程中引入隐患的风险，同时，此方法并采用系统自身资源，通过阀基控制设备VBC自身的阀监视单元，完成调试、整定以及修正等一系列功能，节省了系统资源，同时，在调试完毕后，对系统代码一次性升级，去掉调试程序，使系统容错性更高，性能更好。

附图说明

图1是本发明提供的阀基控制设备VBC的组成结构图；

图2是本发明提供的工程现场调试及测试环流抑制策略算法的方法实现图；

图3是本发明提供的通信采用的方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明提供一种阀基控制设备VBC，如图1所示，图1中，柔性直流输电技术的阀基控制设备VBC包括与阀监视单元通过光纤连接的桥臂电流控制单元、桥臂汇总控制单元、桥臂 分段控制单元；所述阀监视单元与上位机通过网线连接；阀监视单元接收每个控制单元的每个机箱发出的阀、桥臂以及系统自身状况的信息。

本发明提供一种对上述阀基控制设备VBC现场调试及测试环流抑制策略参数的方法，其实现图如图2所示，包括下述步骤：

在阀监视单元的上位机人机界面设置调试参数；

在阀监视单元增加光发送接口，将调试参数和光纤通信信号发送至桥臂电流控制单元；

在桥臂电流控制单元增加接收接口，轮询扫描接收信息状况；所述接收信息为调试参数；

桥臂电流控制单元增加参数修正调试程序，并进行调试参数软件程序内变量赋值修改，根据接收信息反复更改调试条件和策略参数，直至调试最优化；

综合调试结果和参数整定结果，统一升级阀基控制设备应用模块，去掉调试接口程序和参数修改程序，完成工程化应用。

环流抑制算法对于柔性直流输电系统的稳定运行具有重大作用，算法本身具有根据不同环境进行不同参数整定的工作，尤其是对于PID控制器调节和控制开关对各环节的叠加清除作用，因涉及多控制器调节以及效果比较等多方面工作，调试过程中也是一种渐进式的比对递进参数整定的调试方式，因此，如果在现场对板卡进行芯片在线仿真调试的话，极易使柔性直流输电系统运行状况无法控制(电流发散、振荡，功率波动等情况)，同时对程序的反复修改也极易出错，从而导致系统出错、运行状况无法掌握的状况发生。

采用阀基控制器VBC自身的阀监视VM单元，在上位机上对参数直接设置，通过上位机将已绘制好的环流抑制算法各环节框图以及各环节参数设置配置好，使调试工作简单、清晰、灵活，同时，结合VM对输入参数的记录和本身具备的录波功能和数据记录功能，进行各整定参数后电压波形、电流波形以及有功功率、无功功率波形的调试结果参照对比，可以方便、快捷、灵活的完成参数调试工作。

首先，在桥臂电流控制单元配置调试功能，使其每控制周期通过光纤接口接收VM数据，如接收不到，则不作处理，如接收到，则通过接收到的命令进入到调试状态，打开调试控制开关；再通过不同的调试参数整定命令来内部修改运行参数，使系统在运行时即可以实时改变参数，再通过不同的查询命令来发送相应的控制状态和数据，以便于在VM上进行录波和实时显示。

同时，在阀监视VM上配置发送命令功能，使其能够通过上位机的命令来向桥臂电流控制单元发送相应的控制命令。并与VBC的状态接收一样，进行每周期的数据接收，同时开辟出一块较大的内存，来存储接收到的数据，这样，在上位机调用录波波形时，可以将存储的 数据发送给上位机显示。

最后，还要对上位机进行配置，使上位机具备绘制算法各环节框图和各环节参数配置功能和录波功能。在算法框图各环节处的参数配置上具备填写、发送、查询功能，使其能够确保数据发送成功并修改成功，同时还可以随时手动启动录波，以便观测波形状况和比对效果。

图3中，光纤通信采取的基于端到端光纤通信技术，实际使用中，可以根据数据量大小及通信速率灵活选择。协议格式如下表1所示。

表1 协议格式表

本发明中柔性直流输电系统工程现场调试及测试环流抑制策略参数的方法，可以完成阀基控制设备VBC的环流抑制算法在工程现场实现策略的调试和参数的整定。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。