换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置和通讯方法与流程

本发明涉及高压直流输电领域，特别涉及一种换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置和一种换流站极控系统极间、站间通讯方法。

背景技术：

换流站极控系统是高压、特高直流输电工程控制保护系统的核心，极控系统对两端换流器的快速调节、直流线路输送功率大小和方向的控制等起着极为重要的作用。极控系统极间通讯、站间通讯对极控系统稳定可靠运行具有非常重要的意义，冗余的两套极控系统间通讯是保证极控系统具有100％的可用性的重要环节，极控系统依靠极间通信完成双极功率控制方式，协调双极功率分配，依靠站间通信完成整流侧和逆变侧的联合控制，协调两侧的解锁和闭锁操作。

目前，已投运的高压、特高直流输电工程控制保护系统的高压直流输电换流站极控系统站间通讯未实现完全冗余设计，极控系统间通讯、极控站间通讯均存在非冗余设计缺陷，无非保障高压直流输电系统运行的可靠性。

技术实现要素：

本发明的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的实施方式需要提供一种换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置和一种换流站极控系统极间、站间通讯方法。

本发明提出的一种换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置，应用于直流高压或特高压控制保护系统，该换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置包括值班系统和备用系统两部分，每个极包括主通道和备用通道，值班系统包含第一值班通讯板卡，备用系统包含第一备用通讯板卡，

其特征在于，

所述值班系统还包含第二值班通讯板卡。

本发明提出的一种使用上述换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置进行极间、站间通讯的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定当值班系统正常运行，备用系统发生预设的故障情况被切换至试验状态时，站间通讯通过第一值班通讯板卡的第一通讯口作为第一通道完成和通过第二值班通讯板卡的第一通讯口作为第二通道完成；

站间通讯第一值班通讯板卡和第二值班通讯板卡被设置成互为备用，每个值班通讯板卡的第二通讯口可作为相同值班通讯板卡第一通讯口的备用口。

本发明提出的一种换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置和一种换流站极控系统极间、站间通讯方法，结合当前运行换流站极控系统间通讯、站间通讯结构和原理，指出极控系统间通讯、极控系统站间通讯均存在非完全冗余设计缺陷，并在此基础上提出相应的改进措施，即增加新的通讯板卡，并适应性地设置了对应的通讯通道，有效提高了高压直流输电系统运行的可靠性。

本发明的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术直流极控系统站间通讯示意图；

图2是现有技术中直流极控系统间通讯结构示意图；

图3是本发明提出的新的直流极控系统间通讯结构示意图；

图4是本发明提出的新的换流站极控系统极间、站间通讯方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅可用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

如图1所示，每极极控系统在连接到2M接口通讯适配设备以前，都是相互独立的。每个极都需要两个通道，分别作为主通道和备用通道。为了保证两个极的远动系统的可靠性，一般会把一个极的主通道和另一个极的备用通道走同一路光纤。这样当某一路光纤故障时，只有一个极的主通道受到影响。

极控制系统由冗余的双系统组成，其切换逻辑保证每个时刻只有一个更健康的系统处于值班系统。在和对站通信时，每个极的值班和备用系统都能收到对站同一极的值班系统发送的数据；另一方面，两个系统都在往外发出数据，它们发出的数据送到PCS-9518通道切换装置，在该装置上通过系统的值班信号，即“Active”信号进行选择。通过选择后，只有值班系统的数据才能送到对站。

极控系统站间通讯是指同塔双回换流站某一回极1(或极2)极控系统与对端换流站同一回极1极(或极2)控系间的通讯，或者常规换流站极1(或极2)极控系统与对端换流站同一回极1极(或极2)控系间的通讯。即换流站两端同一直流极极控系统的通讯。

极控系统极间通讯是指同塔双回换流站某一回极1极控系统与极2极控系间的通讯，或者常规换流站某一回极1极控系统与极2极控系间的通讯。

现有技术中，极控站间通讯在极控A值班运行，极控B系统发生严重故障、紧急故障等情况切换至试验状态进行检修期间，值班极控A系统主机的站间通讯板卡异常导致极控站间通讯完全故障。本发明将根据此提出新的换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置和极控系统极间、站间通讯方法。

实施例1

本发明提出了一种换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置，应用于直流高压或特高压控制保护系统，该换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置包括值班系统和备用系统两部分，每个极包括主通道和备用通道，值班系统包含第一值班通讯板卡，备用系统包含第一备用通讯板卡，值班系统还包含第二值班通讯板卡。

具体地，第一值班通讯板卡和第二值班通讯板卡都包括第一通讯口和第二通讯口，极控系统站间通讯通过第一值班通讯板卡的第一通讯口作为第一通道完成和通过第二值班通讯板卡的第一通讯口作为第二通道完成，第一值班通讯板卡和所述第二值班通讯板卡的第二通讯口被设置为站间通讯的备用通道。

具体地，第一值班通讯板卡和所述第二值班通讯板卡都包括第三通讯口和第四通讯口，极控系统极间通讯通过第一值班通讯板卡的第三通讯口作为第一通道完成和通过第二值班通讯板卡的第三通讯口作为第二通道完成，第一值班通讯板卡和所述第二值班通讯板卡的第四通讯口被设置为极间通讯的备用通道。

如图2所示，极控系统站间通讯由位于极控主机中通讯板卡NR1127A的第1和2号口作为极控系统站间通讯的两个通道完成。极控系统极间通讯由位于极控主机中通讯板卡NR1127A第3和4号口作为极控系统极间通讯的两个通道完成。其中，PCS9518表示通道切换装置，MUX-2MM表示接口装置，NR0212表示站间通信接口单元。

由于一般光纤通信装置故障判别原则为判收不判发，当本装置接收端RX收不到对侧发射端TX发来的光信号时，本装置会发出告警信号，而当本装置发射端TX不能正常发出，而接收端RX可以正常收到对侧发来的光时，本装置不发出告警信号。通信机房回二直流站间通信接口柜B内MUX-2MM接口装置的回二直流极1极控站间通道B对应的站间通信接口单元NR0212内光口FLOS告警红灯常亮，电口ELOS告警灯未亮，运行RUN运行指示灯熄灭。据此可判断光纤直连通信机房通信接口柜B内MUX-2MM接口装置的极控B柜通信通道切换单元NR0211故障导致直流极1极控系统A/B主机站间通信B通道故障。

极控冗余双系统在和对站通信时，极控值班和备用系统都能收到对站同一极的值班系统发送的数据；另一方面，本站极控冗余双系统都在往外发出数据，它们发出的数据送到PCS-9518通道切换装置通过选择后，只有值班系统的数据才能送到对站。极控站间通讯在极控系统主机A值班运行，极控系统主机B发生严重故障、紧急故障等情况切换至试验状态进行检修期间，存在值班极控A系统主机的站间通讯板卡NR1127A一旦任何异常均可导致极控站间通讯完全故障，进而会整流侧和逆变侧联合控制、两侧解闭锁协调操作等的隐患，即极控系统站间通讯回路未实现完全冗余设计。

为解决该问题，在两站极控系统A/B主机上B10号槽位增加站间通讯板卡NR1127A作为极控站间通讯的冗余板卡。如图3所示，极控系统站间通讯由位于极控主机第一个NR1127A通讯板卡第1号口作为极控系统站间通讯的第一个通道完成，极控主机第二个NR1127A板卡第1号口作为极控系统站间通讯的第二个通道完成，极控主机的两个NR1127A板卡第2号口作为极控系统站间通讯备用通道。其中，第一个NR1127A板卡对应着权利要求中的第一值班通讯板卡，第二个NR1127A板卡对应着权利要求中的第二值班通讯板卡，该板卡的第1号和第2号分别作为第一通讯口和第二通讯口。

极控系统极间通讯由位于极控主机第一个NR1127A通讯板卡第3号口作为极控系统极间通讯的第一个通道完成，极控主机第二个NR1127A通讯板卡第3号口作为极控系统站间通讯的第二个通道完成，极控主机的两个NR1127A板卡第4号口作为极控系统极间通讯备用通道。其中，该板卡的第3号和第4号分别作为第三通讯口和第四通讯口。

即改进后极控主机有两个NR1127A通讯板卡，其中每个NR1127A板卡均有四个开放的通讯口，极控系统站间通讯用1号口，2号口作为极控系统站间通讯备用口；极控系统极间通讯用3号口，4号口作为极控系统站间通讯备用口。

类似地，对于备用系统来说，也可以使用相同的设计。即备用系统包含第二备用通讯板卡，第一备用通讯板卡和第二备用通讯板卡都包括第一通讯口和第二通讯口，极控系统站间通讯通过第一备用通讯板卡的第一通讯口作为第一通道完成和通过第二备用通讯板卡的第一通讯口作为第二通道完成，第一备用通讯板卡和所述第二备用通讯板卡的第二通讯口被设置为站间通讯的备用通道。

具体地，第一备用通讯板卡和所述第二备用通讯板卡都包括第三通讯口和第四通讯口，极控系统极间通讯通过第一备用通讯板卡的第三通讯口作为第一通道完成和通过第二备用通讯板卡的第三通讯口作为第二通道完成，所述第一备用通讯板卡和所述第二备用通讯板卡的第四通讯口被设置为极间通讯的备用通道。

由于备用系统和值班系统是作为冗余双系统，相互间的设计基本保持相同，增加的通讯板卡以及站间通讯方式、极间通讯方式都相同，在此不再赘述。

实施例2

本发明还同时提出一种使用上述换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置进行极间、站间通讯的方法，该方法包括：

步骤1，确定当值班系统正常运行时，备用系统发生预设的故障情况被切换至试验状态，此处指当极控系统主机A处于值班运行状态时，极控系统主机B发生严重故障、紧急故障等情况被切换至试验状态。此处预设的故障情况包括严重故障、紧急故障或者其他需要被切换状态进行检修的故障。

步骤2，站间通讯通过第一值班通讯板卡的第一通讯口作为第一通道完成和通过第二值班通讯板卡的第一通讯口作为第二通道完成。以NR1127A通讯板卡作为本实施例中的第一值班通讯板卡和第二值班通讯板卡的具体表现形式，在当极控系统主机A处于值班运行状态时，极控系统主机B发生严重故障、紧急故障等情况被切换至试验状态时，站间通讯由位于极控主机第一个NR1127A通讯板卡第1号口作为极控系统站间通讯的第一个通道完成，极控主机第二个NR1127A板卡第1号口作为极控系统站间通讯的第二个通道完成，极控主机的两个NR1127A板卡第2号口作为极控系统站间通讯备用通道。

站间通讯第一值班通讯板卡和第二值班通讯板卡实现互为备用，每个值班通讯板卡的第二通讯口可作为相同值班通讯板卡第一通讯口的备用口，即同一值班通讯板卡的第二通讯口可作为其第一通讯口的备用口。

较佳地，使用上述换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置进行极间、站间通讯的方法，该方法还包括：

步骤3，确定当备用系统是发生预设的故障情况被切换至试验状态时，极控系统极间通讯通过第一值班通讯板卡的第三通讯口作为第一通道完成和通过第二值班通讯板卡的第三通讯口作为第二通道完成。

即指当极控系统主机A处于值班运行状态时，极控系统主机B发生严重故障、紧急故障等情况被切换至试验状态时，极控系统极间通讯由位于极控主机第一个NR1127A通讯板卡第3号口作为极控系统极间通讯的第一个通道完成，极控主机第二个NR1127A通讯板卡第3号口作为极控系统站间通讯的第二个通道完成，极控主机的两个NR1127A板卡第4号口作为极控系统极间通讯备用通道。

极控系统极间通讯第一值班通讯板卡和第二值班通讯板卡实现互为备用，每个值班通讯板卡的第四通讯口可作为相同值班通讯板卡第三通讯口的备用口，即同一值班通讯板卡的第四通讯口可作为其第三通讯口的备用口。

由于本实施例中使用上述换流站极控系统极间、站间通讯冗余装置进行极间、站间通讯的方法，详细内容可以参考上述实施例1，在此不再赘述。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。