一种配网用柔直换流阀检测方法及装置

文档序号:1951247 发布日期:2021-12-10 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 一种配网用柔直换流阀检测方法及装置 (Flexible direct converter valve detection method and device for distribution network ) 是由 胡四全 滕林阳 吉攀攀 俎立峰 马太虎 慕小乐 刘静一 赵洋洋 李文雅 樊宏伟 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种配网用柔直换流阀检测方法及装置,其中方法包括如下步骤:获取子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率,进而得到周期性回检数据;判断IGBT开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据是否异常;当上述数据异常但未故障旁路时,判定子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制子模块的旁路开关闭合。通过判断子模块的IGBT开关频率、电容电压波动率和周期性回检数据是否异常,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。(The invention discloses a method and a device for detecting a flexible-straight converter valve for a distribution network, wherein the method comprises the following steps: obtaining the IGBT switching frequency and the capacitance voltage fluctuation rate of the sub-module, and further obtaining periodic return inspection data; judging whether the IGBT switching frequency, the capacitor voltage fluctuation rate and/or the periodic return inspection data are abnormal or not; and when the data is abnormal but the bypass is not in fault, judging that the sub-module is in a sub-health state, sending a state alarm signal through a human-computer interaction interface, and controlling a bypass switch of the sub-module to be closed according to an external control instruction. Whether the IGBT switching frequency, the capacitor voltage fluctuation rate and the periodic return inspection data of the sub-modules are abnormal or not is judged to meet the requirement of carrying out comprehensive state evaluation on the converter valve on site, early warning can be carried out on the abnormal sub-modules in time so as to intervene in time, the corresponding bypass switches are controlled to be closed, and further deterioration of the abnormal sub-modules is avoided.)

一种配网用柔直换流阀检测方法及装置

技术领域

本发明涉及柔性直流控制技术领域,特别涉及一种配网用柔直换流阀检测方法及装置。

背景技术

配网用柔性换流阀作为电力网络中进行交直流能量转换的核心部件,其健康状态直接影响到整个配网工程的运行稳定性和可靠性。换流阀通常由多个子模块串联组成,而每个子模块又包含了多个关键元器件,因此,如何对换流阀子模块的健康状态进行高效评估,以及采取必要的措施防止异常状态的进一步恶化就成为日常运行维护的重要内容。当前对换流阀的监视功能只是局限在子模块故障后上报故障遥信事件,而不具备对阀组件等关键元器件的监视功能。在这些功率模块关键元器件出现异常时,不能及早发现,对系统的安全运行存在很大隐患。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种配网用柔直换流阀检测方法及装置,通过获取并判断子模块的IGBT开关频率、电容电压波动率和周期性回检数据是否异常但未故障旁路,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。

为解决上述技术问题,本发明实施例的第一方面提供了一种配网用柔直换流阀检测方法,换流阀控制器分别通过若干个子模块控制器与子模块连接,包括如下步骤:

获取所述子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率,进而得到周期性回检数据;

判断所述IGBT开关频率和、所述电容电压波动率、和/或所述周期性回检数据是否异常;

当所述IGBT开关频率和、所述电容电压波动率、和/或所述周期性回检数据异常但未故障旁路时,判定所述子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制所述子模块的旁路开关闭合。

进一步地,所述获取所述子模块的IGBT开关频率,包括:

获取当前周期的所述IGBT开通关断状态;

判断当前周期的所述IGBT开通关断状态和前一周期的所述IGBT开通关断状态是否一致,当二者一致时开关频率计数保持不变,不一致则使所述IGBT开关频率的数值加第三预设数值;

当统计计数时间达到预设时间,则输出IGBT的开关频率计数。

进一步地,所述获取所述子模块的电容电压波动率,包括:

获取当前周期所有所述子模块的电容电压,进而得到所述电容电压的最高电压值和最低电压值;

由所述最高电压值和最低电压值,得到所述电容电压波动率。

进一步地,所述判断IGBT开关频率和/或容电压波动率是否异常,包括:

判断所述IGBT开关频率是否超出额定工作开关频率的第一预设比例值;和/或

判断所述电容电压波动率是否超出额定工作电压的第二预设比例值。进一步地,所述周期性回检数据包括:光纤通信抖动计数、IGBT驱动异常、旁路开关误动和/或IGBT结温数据;

所述判断所述周期性回检数据是否异常,包括:

判断所述光纤通信抖动计数在第一预设时间内的增加次数是否超过第一预设数值;和/或

判断所述IGBT结温数据超出额定工作节温数据的第三预设比例值;和/或

判断IGBT驱动板在第二预设时间内的驱动异常次数是否超过第二预设数值;和/或

判断所述旁路开关是否误动。

相应地,本发明实施例的第二方面提供了一种配网用柔直换流阀检测装置,通过换流阀控制器分别与若干个子模块控制器及对应子模块连接,包括:

获取模块,其用于获取所述子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率,进而得到周期性回检数据;

判断模块,其用于判断所述IGBT开关频率、所述电容电压波动率和/或所述周期性回检数据是否异常;

控制模块,其用于当所述IGBT开关频率、所述电容电压波动率和/或所述周期性回检数据异常但未故障旁路时,判定所述子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制所述子模块的旁路开关闭合。

进一步地,所述获取模块包括:

第一获取单元,其用于获取当前周期的所述IGBT开通关断状态;

第一判断单元,其用于判断当前周期的所述IGBT开通关断状态和前一周期的所述IGBT开通关断状态是否一致,当二者一致时开关频率计数保持不变,不一致则使所述IGBT开关频率的数值加第三预设数值;

第一控制单元,其用于当统计计数时间达到预设时间,则输出IGBT的开关频率计数。

进一步地,所述获取模块包括:

第二获取单元,其用于获取当前周期所有所述子模块的电容电压,进而得到所述电容电压的最高电压值和最低电压值;

第一计算单元,其用于由所述最高电压值和最低电压值,得到所述电容电压波动率。

进一步地,所述判断模块包括:

第二判断单元,其用于判断所述IGBT开关频率是否超出额定工作开关频率的第一预设比例值;和/或

第三判断单元,其用于判断所述电容电压波动率是否超出额定工作电压的第二预设比例值;

第四判断单元,其用于判断所述周期性回检数据是否异常。

进一步地,所述周期性回检数据包括:光纤通信抖动计数、IGBT驱动异常、旁路开关误动和/或IGBT结温数据;

所述第四判断单元包括:

第一判断子单元,其用于判断所述光纤通信抖动计数在第一预设时间内的增加次数是否超过第一预设数值;和/或

第二判断子单元,其用于判断所述IGBT结温数据超出额定工作节温数据的第三预设比例值;和/或

第三判断子单元,其用于判断IGBT驱动板在第二预设时间内的驱动异常次数是否超过第二预设数值;

和/或第四判断子单元,其用于判断所述旁路开关是否误动。

相应地,本发明实施例的第三方面还提供了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令,所述指令被所述一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行上述配网用柔直换流阀检测方法。

此外,本发明实施例的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该指令被处理器执行时实现上述配网用柔直换流阀检测方法。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果:

通过获取并判断子模块的IGBT开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据是否异常但未故障旁路,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测方法流程图;

图2是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测原理示意图;

图3是本发明实施例提供的子模块旁路开关示意图;

图4是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测装置模块框图;

图5是本发明实施例提供的获取模块框图;

图6是本发明实施例提供的判断模块框图;

图7是本发明实施例提供的第四判断单元框图。

附图标记:

1、获取模块,11、第一获取单元,12、第一判断单元,13、第一控制单元,14、第二获取单元,15、第一计算单元,2、判断模块,21、第二判断单元,22、第三判断单元,23、第四判断单元,231、第一判断子单元,232、第二判断子单元,233、第三判断子单元,234、第四判断子单元,3、控制模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。

图1是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测方法流程图。

图2是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测原理示意图。

图3是本发明实施例提供的子模块旁路开关示意图。

请参照图1、图2和图3,本发明实施例的第一方面提供了一种配网用柔直换流阀检测方法,换流阀控制器分别通过若干个子模块控制器与子模块连接,包括如下步骤:

S100,获取子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率,进而得到周期性回检数据。

S200,判断IGBT开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据是否异常。

S300,当IGBT开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据异常但未故障旁路时,判定子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制子模块的旁路开关闭合。

步骤S300中,当判定子模块处于亚健康状态后,对于濒临异常状态的子模块,通过人机交互界面手动下发子模块旁路开关闭合指令,通过人机交互界面接收需要旁路的子模块编号,并转发至阀控制器;由阀控制器生成子模块旁路开关触发指令,并将触发指令下发至子模块控制器;子模块控制器接收到阀控制器的旁路指令后,触发旁路开关K闭合,子模块电容之后开始放电,不再参与换流阀控制,避免子模块故障进一步恶化。

上述配网用柔直换流阀检测方法通过获取并判断子模块的IGBT开关频率、电容电压波动率和周期性回检数据是否异常,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。

具体的,在本发明实施例中,包括依次连接的子模块控制器、阀控制器、柔直换流阀检测装置和人机交互界面:子模块控制器和阀控制器之间通过光纤连接,阀控制器和柔直换流阀检测装置之间通过光纤连接,柔直换流阀检测装置和人机交互界面之间通过网线连接。

进一步地,S100中,获取子模块的IGBT开关频率,包括:

S111,获取当前周期的IGBT开通关断状态。

在获取当前周期内的IGBT开通关断状态后,将其存储至缓存器中,以便与下一个周期的IGBT开通关断状态进行对比。

S112,判断当前周期的IGBT开通关断状态和前一周期的IGBT开通关断状态是否一致,当二者一致时开关频率计数保持不变,不一致则使IGBT开关频率的数值加第三预设数值1。

可选的,第三预设数值为1。

S113,当统计计数时间达到预设时间,则输出IGBT的开关频率计数。

如果统计计数时间未到预设时间,则继续获取下一周期内IGBT开通关断状态,直至统计计数时间到预设时间为止。

当然,上述预设时间可以为1秒,也可以为其它预设时间长度,只要可以计算得到单位时间内的IGBT开关频率的数值即可。

此外,在步骤S111之前,还包括对子模块IGBT的开关频率计数清零,并对统计时间计数清零。

进一步地,步骤S100中,获取子模块的电容电压波动率,包括:

S121,获取当前周期所有子模块的电容电压,进而得到电容电压的最高电压值和最低电压值。

在步骤S121之前,也包括:对子模块的电容电压波动率进行清零。

S122,由最高电压值和最低电压值,得到电容电压波动率。

步骤S200中,判断IGBT开关频率和/或容电压波动率是否异常,包括:

S210,判断IGBT开关频率是否超出额定工作开关频率的第一预设比例值。

当igbt开关频率超出额定工作开关频率的20%,判定IGBT开关频率为异常状态。和/或

S220,判断电容电压波动率是否超出额定工作电压的第二预设比例值。

当电容电压波动率超出额定工作电压的±30%,判定电容电压波动率为异常状态。

具体的,周期性回检数据包括:光纤通信抖动计数、IGBT驱动异常、旁路开关误动和IGBT结温数据。

步骤S200中还包括:

S230,判断所述周期性回检数据是否异常。

步骤S230进一步包括:

S231,判断光纤通信抖动计数在第一预设时间内的增加次数是否超过第一预设数值。当光纤通信抖动计数1小时内增加超过100次时,判定光纤通信抖动为异常状态。和/或

S232,判断所述IGBT结温数据超出额定工作节温数据的第三预设比例值。当IGBT结温超出额定工作节温的15%,判定IGBT结温数据为异常状态。和/或

S233,判断IGBT驱动板在第二预设时间内的驱动异常次数是否超过第二预设数值。当IGBT驱动板1小时内出现10次驱动异常,判定IGBT驱动板为异常状态。和/或

S234,判断所述旁路开关是否误动。当旁路开关误动,判定旁路开关为异常。

光纤通信抖动计数的获取过程如下:控制所述阀控制器按照预设规律向所述子模块控制器发送周期性心跳;判断所述子模块控制器接收到的所述周期性心跳是否符合所述预设规律;如相符则保持光纤抖动故障计数值不变;如不相符则使所述光纤抖动故障计数值加1。

可选的,预设规律可为所述周期性心跳的数值在每个周期加1,当周期性心跳的数值达到255时复归为0。

图4是本发明实施例提供的配网用柔直换流阀检测装置模块框图

相应地,请参照图2,本发明实施例的第二方面提供了一种配网用柔直换流阀检测装置,通过换流阀控制器分别与若干个子模块控制器及对应子模块连接,包括:获取模块1、判断模块2和控制模块3。其中,获取模块1用于获取子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率,进而得到周期性回检数据;判断模块2用于判断IGBT开关频率、电容电压波动率和周期性回检数据是否异常;控制模块3用于当IGBT开关频率、电容电压波动率和周期性回检数据异常但未故障旁路时,判定子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制子模块的旁路开关闭合。

图5是本发明实施例提供的获取模块框图。

进一步地,请参照图5,获取模块1包括:第一获取单元11、第一判断单元12和第一控制单元13。其中,第一获取单元11用于获取当前周期的IGBT开通关断状态;第一判断单元12用于判断当前周期的IGBT开通关断状态和前一周期的IGBT开通关断状态是否一致,当二者一致时开关频率计数保持不变,不一致则使IGBT开关频率的数值加1;第一控制单元13用于当统计计数时间达到预设时间,则输出IGBT的开关频率计数。

进一步地,请参照图5,获取模块1包括:第二获取单元14和第一计算单元15。其中,第二获取单元14用于获取当前周期所有子模块的电容电压,进而得到电容电压的最高电压值和最低电压值;第一计算单元15用于由最高电压值和最低电压值,得到电容电压波动率。

图6是本发明实施例提供的判断模块框图。

进一步地,请参照图6,判断模块2包括:

第二判断单元21,其用于判断IGBT开关频率是否超出额定工作开关频率的第一预设比例值;和/或

第三判断单元22,其用于判断电容电压波动率是否超出额定工作电压的第二预设比例值;

第四判断单元23,其用于判断周期性回检数据是否异常。

进一步地,周期性回检数据包括:光纤通信抖动计数、IGBT驱动异常、旁路开关误动和/或IGBT结温数据。

图7是本发明实施例提供的第四判断单元框图。

请参照图7,进一步地,第四判断单元23包括:

第一判断子单元231,其用于判断光纤通信抖动计数在第一预设时间内的增加次数是否超过第一预设数值;和/或

第二判断子单元232,其用于判断IGBT结温数据超出额定工作节温数据的第三预设比例值;和/或

第三判断子单元233,其用于判断IGBT驱动板在第二预设时间内的驱动异常次数是否超过第二预设数值;和/或

第四判断子单元234,其用于判断旁路开关是否误动。

上述配网用柔直换流阀检测装置通过获取并判断子模块的igbt开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据是否异常,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。

相应地,本发明实施例的第三方面还提供了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与至少一个处理器连接的存储器;其中,存储器存储有可被一个处理器执行的指令,指令被一个处理器执行,以使至少一个处理器执行上述配网用柔直换流阀检测方法。

此外,本发明实施例的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,该指令被处理器执行时实现上述配网用柔直换流阀检测方法。

本发明实施例旨在保护一种配网用柔直换流阀检测方法及装置,其中方法包括如下步骤:获取子模块的IGBT开关频率和电容电压波动率;判断IGBT开关频率、电容电压波动率和/或周期性回检数据是否异常;当监测数据异常时,判定子模块处于亚健康状态,通过人机交互界面发出状态告警信号,并依据外界控制指令控制子模块的旁路开关闭合。上述技术方案具备如下效果:

通过获取并判断子模块的igbt开关频率、电容电压波动率和/激活周期性回检数据是否异常,以满足现场对换流阀进行全面状态评估的要求,可对异常子模块进行及时预警以便及时进行干预,控制对应旁路开关闭合,并避免异常子模块进一步恶化。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是: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应当理解: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,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

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