一种高压直流输电换流阀控制设备及换流阀

摘要

本发明涉及一种高压直流输电换流阀控制设备及换流阀，属于高压直流输电技术领域。本发明通过在换流阀阀系统内增设信息归集单元，通过该信息归集单元将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到极控系统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到各个监控模块，保证了极控下发命令的一致性及可靠性。本发明通过信息归集单元实现阀控和极控之间的信息交互，简化了阀控与极控接口，明确阀控系统信息处理功能，使阀控系统功能相对独立，便于阀控系统规范化设计以及模块化扩展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电换流阀控制设备及换流阀，属于高压直流输电 技术领域。

背景技术

特高压直流输电工程中换流阀控制系统为极控系统与换流阀的接口设备。主 要功能是接收极控系统的控制命令，实现对换流阀及其附属设备的监视和控制， 并把监视信息和控制状态反馈给极控系统。极控与阀控之间通过通讯总线和信号 线连接进行信息交互。

换流阀控制系统按照具体工程不同类型的换流阀配置相应的换流阀监控模 块。现有技术中，由换流阀监控模块直接与极控系统进行信息交换。一个完整的 换流阀控制系统包括多个监控模块，即由极控系统与众多的监控模块分别通信连 接。极控控制状态命令通过信息总线下发到阀控系统，系统实时响应性差。换流 阀监控模块与极控连接方式固定，灵活性差，极控与阀控为一一对应的冗余系统， 如果极控一个系统的命令逻辑出现错误，无法及时发现，有可能会对电力系统运 行造成严重的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压直流输电换流阀控制设备及换流阀，以解决 目前极控系统与阀控系统之间接口众多所造成的直流系统稳定性差的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供了一种高压直流输电换流阀控制设备，包 括极控系统和阀控系统，所述阀控系统包括信息归集单元和n个换流阀监控模块， 所述信息归集单元一端与极控系统通信连接，信息归集单元的另一端与各个换流 阀监控模块连接，用于将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到极控 系统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到各个 换流阀监控模块。

所述信息归集单元与极控系统之间包括专用信号通道和通讯总线，信息归集 单元将反馈到极控系统的信息分为两类，一类为优先级较高的报警、跳闸信息， 该类信息采用信号通道传输；一类为优先级较低的记录事件信息，该类信息采用 通讯总线传输。

所述的信息归集单元包括信息扩展模块、信息处理模块和通讯汇集模块，所 述信号扩展模块用于对专用信号通道的数据进行汇聚、复制和转发，将接收到极 控控制信号复制扩展下发到各个换流阀监控模块，同时汇总阀控系统的报警、跳 闸信息，并将其发送到极控系统；所述信号处理模块通过背板与信号扩展模块和 通讯汇集模块通讯连接，用于将所有信息汇总处理，并将处理后的信息通过通讯 总线发送到极控系统；所述通讯汇集模块用于将各个换流阀监控模块的事件信息 汇总后通过背板发送信息处理模块。

所述信息归集单元与各个监控模块之间通过光纤连接。

所述的信息归集单元采用冗余设置，冗余设置的两个信息归集单元之间通过 信号线进行信息交互，并根据交互信息对极控系统下发送的控制命令进行逻辑判 断。

本发明还提供了一种换流阀，包括阀体和换流阀控制设备，换流阀控制设备 包括极控系统和阀控系统，所述阀控系统包括信息归集单元和n个换流阀监控模 块，所述信息归集单元一端与极控系统通信连接，信息归集单元的另一端与各个 换流阀监控模块连接，用于将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到 极控系统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到 各个换流阀监控模块。

所述信息归集单元与极控系统之间包括专用信号通道和通讯总线，信息归集 单元将反馈到极控系统的信息分为两类，一类为优先级较高的报警、跳闸信息， 该类信息采用信号通道传输；一类为优先级较低的记录事件信息，该类信息采用 通讯总线传输。

所述的信息归集单元包括信息扩展模块、信息处理模块和通讯汇集模块，所 述信号扩展模块用于对专用信号通道的数据进行汇聚、复制和转发，将接收到极 控控制信号复制扩展下发到各个换流阀监控模块，同时汇总阀控系统的报警、跳 闸信息，并将其发送到极控系统；所述信号处理模块通过背板与信号扩展模块和 通讯汇集模块通讯连接，用于将所有信息汇总处理，并将处理后的信息通过通讯 总线发送到极控系统；所述通讯汇集模块用于将各个换流阀监控模块的事件信息 汇总后通过背板发送信息处理模块。

所述所述信息归集单元与各个监控模块之间通过光纤连接。

所述的信息归集单元采用冗余设置，冗余设置的两个信息归集单元之间通 过信号线进行信息交互，并根据交互信息对极控系统下发送的控制命令进行逻 辑判断。

本发明的有益效果是:本发明通过在换流阀阀系统内增设信息归集单元，通 过该信息归集单元将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到极控系 统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到各个监 控模块，保证了极控下发命令的一致性及可靠性。本发明通过信息归集单元实现 阀控和极控之间的信息交互，简化了阀控与极控接口，明确阀控系统信息处理功 能，使阀控系统功能相对独立，便于阀控系统规范化设计以及模块化扩展，提高 了极控系统和阀控系统之间的信息交互的实时性和可靠性。

附图说明

图1是换流阀中换流阀控制设备的结构示意图；

图2是阀控系统中信息归集单元的结果框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

本发明的一种高压直流输电换流阀控制设备的实施例

如图1所示，本发明的高压直流输电换流阀控制设备包括极控系统和阀控系 统，其中阀控系统包括信息归集单元和n个换流阀监控模块，信息归集单元一端 与极控系统通信连接，信息归集单元的另一端与各个换流阀监控模块连接，用于 将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到极控系统，同时将接收到的 极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到各个换流阀监控模块。

信息归集单元与极控系统之间包括专用信号通道和通讯总线，专用信号通道 传输的信号包括以下特点：1)一个物理介质至传输一个信号；2)信号传输方式 采用调制信号；3)传输信号定义简单、明确，如所传信号只包括有效、无效和 通道故障三种状态；4)信号实时性要求高，如极控控制命令；5)信号处理优先 级别要求高，如阀控的报警和跳闸信号等；6)信号精确性要求高，如从极控到 阀控用于触发晶闸管导通的触发控制信号等。通讯总线传输的报文编码信号包括 以下特点：1)信息准确、完整，具有事件记录功能；2)一条完整的报文应包括 事件发生时的设备状态、事件触发因素、事件发生时间等。根据以上信息分类， 极控系统到阀控系统的控制命令采用专用信号通道传输。阀控系统将反馈到极控 系统的信息分为两类，一类为优先级较高的报警、跳闸信息，该类信息采用信号 通道传输；一类为优先级较低的记录事件信息，该类信息采用通讯总线传输。此 时，极控系统不再对阀控系统的具体信息进行分析、处理，只要根据接收到的专 用信号通道的数据直接进行响应，将通过总线通讯接收到信息进行显示即可。

信息归集单元与阀控系统中的换流阀监控模块之间通过光纤连接，归集单元 与各个换流阀监控模块之间的信息连接类型跟与极控系统之间的连接类似，也分 为专用信号通道和报文信息通道，专用信道用于传输各换流阀监控模块传输给信 息归集单元的优先级较高的报警、跳闸信息，以及极控系统通过信息采集单元发 送的控制命令，报文信息通道用于传输各换流阀监控模块所监测到的记录时间信 息。

信息归集单元属于阀控系统的一个功能模块，对极控系统可配置CAN总线、 Profibus总线等通用接口，其结构如图2所示，包括信息扩展模块、信息处理模 块和通讯汇集模块，信号扩展模块用于对专用信号通道的数据进行汇聚、复制和 转发，将接收到极控控制信号复制扩展下发到各个换流阀监控模块，同时汇总阀 控系统的报警、跳闸信息，并将其发送到极控系统；信号处理模块通过背板与信 号扩展模块和通讯汇集模块通讯连接，用于将所有信息汇总处理，并将处理后的 信息通过通讯总线发送到极控系统；通讯汇集模块用于将各个换流阀监控模块的 事件信息汇总后通过背板发送信息处理模块。

为了提高系统的可靠系统，信息归集单元与极控系统一样均采用冗余设置， 与冗余的极控系统一一对应，一个信息归集单元与极控系统A通信连接，另一个 冗余的信息归集单元与冗余设置的极控系统B通信连接，两个信息归集单元之间 通过信号线连接，通过信号线交换接收到的极控系统的控制命令信息，信息归集 单元中的信息处理模块对冗余系统的极控控制命令进行逻辑判断，把处理后的信 息统一通过通讯总线发送到极控系统。

本发明的一种高压直流输电换流阀的实施例

如图1所示，包括阀体、极控系统和阀控系统，阀控系统包括信息归集单元 和n个换流阀监控模块，信息归集单元一端与极控系统通信连接，信息归集单元 的另一端与各个换流阀监控模块连接，用于将各个换流阀监控模块的信息统一汇 总处理后上传到极控系统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩 展后分别下发到各个换流阀监控模块。通过在换流阀阀系统内增设信息归集单 元，通过该信息归集单元将各个换流阀监控模块的信息统一汇总处理后上传到极 控系统，同时将接收到的极控系统发送的控制命令经过复制扩展后分别下发到各 个监控模块，保证了极控下发命令的一致性及可靠性。通过信息归集单元实现阀 控和极控之间的信息交互，简化了阀控与极控接口，明确阀控系统信息处理功能， 使阀控系统功能相对独立，便于阀控系统规范化设计以及模块化扩展，提高了极 控系统和阀控系统之间的信息交互的实时性和可靠性。其中信息归集单元的结构 和工作过程均在上个实施例中进行了说明，这里不再赘述。