一种换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法，接口装置包括：第一通信模块接收子模块控制信息数据包；第二通信模块接收对应子模块发送的运行状态信息；控制模块将子模块控制信息数据包进行解析得到子模块控制信息并发送到对应的子模块；将对应子模块发送的运行状态信息进行组合，将子模块运行状态信息数据包发送到对应的桥臂控制单元；供电接口模块为第一通信模块、第二通信模块及控制模块供电。本发明专利技术的桥臂控制单元与各子模块的数据信息依次通过第一通信模块、控制模块、第二通信模块进行交互，省去了从二次控制室到阀厅的大量光纤走线，便于后期检修维护，有效提高阀基控制设备和阀塔子模块通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法
本专利技术涉及柔性直流输电
，具体涉及一种换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法。
技术介绍
在柔性直流输电系统中，阀基控制设备(Valve-BasedController,VBC)作为连接极控制保护设备和换流阀的中间环节，主要负责实现全体子模块和整个桥臂乃至换流阀整个系统的运行控制和安全保护。相较于晶闸管直接串联的常规直流，柔性直流输电的换流阀包含多个由全控型器件IGBT组成的子模块，每个子模块需独立控制，且当输电系统的电压等级越高，需要的子模块数量也越多。为了实现VBC与数量众多的子模块之间长距离的同步点对点通信，目前工程应用方法通常为在VBC内部配置子模块通信机箱，每个通信机箱通过长距离光纤与一定数量的子模块相连，由于所述机箱能够连接的子模块数量有限，因此往往需要配置多个通信机箱及配套机柜，造成VBC设备成本增加且占地面积较大；此外，由于VBC与换流阀物理位置相距较远(一般达到200米以上)，因此，该拓扑方式下需要铺设数量巨大的长距离光缆，极大的增加了换流阀设备生产安装成本以及后期设备运行维护成本。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的阀基控制系统与换流阀之间使用光纤通信方式造成设备安装、运行维护成本高的缺陷，从而提供一种换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种换流阀与阀基控制设备的接口装置，阀基控制设备包括多个桥臂控制单元，换流阀包括多个桥臂，每个桥臂包括多个子模块，当一个桥臂控制单元通过至少一个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，接口装置包括：控制模块、供电接口模块、至少一个第一通信模块及多个第二通信模块，其中，第一通信模块，分别与桥臂控制单元连接及控制模块连接，用于接收桥臂控制单元发送的子模块控制信息数据包；第二通信模块，与子模块一一对应，分别与控制模块及对应的子模块连接，用于接收对应子模块发送的运行状态信息；控制模块，用于将子模块控制信息数据包进行解析，得到子模块控制信息，并通过第二通信模块发送到对应的子模块；将对应子模块发送的运行状态信息进行组合，并通过第一通信模块将得到的对应的子模块运行状态信息数据包发送到对应的桥臂控制单元；供电接口模块，分别与外接电源、第一通信模块、第二通信模块及控制模块连接，用于为第一通信模块、第二通信模块及控制模块供电。在一实施例中，当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态，且多个接口装置中任意一个接口装置为主接口装置时，接口装置还包括：至少一个第三通信模块，与下级接口装置的第三通信模块两两互连，用于与上级接口装置及下级接口装置通信。在一实施例中，当接口装置包括至少两个第一通信模块时，所有的第一通信模块互为备用通信模块。在一实施例中，接口装置设置于屏蔽罩外壳中，屏蔽罩外壳用于抵抗强电磁干扰；当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，多个接口装置置于不同的安装地点，或多个接口装置置于同一接口设备箱内。在一实施例中，当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，多个接口装置的供电接口模块由不同外接电源供电，或多个供电接口模块并联组合后由同一外接电源供电。在一实施例中，当接口设备安装在换流阀阀塔的每个阀层的绝缘屏蔽罩内时，供电接口模块从至少一个对应的子模块的取能电源取能；当接口设备安装在换流阀阀塔底部或换流阀阀塔其它位置时，供电接口模块从换流阀阀厅供电电源取能。第二方面，本专利技术实施例提供一种换流阀与阀基控制设备的通信方法，基于第一方面的接口装置，当一个桥臂控制单元通过至少一个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，通信方法包括：桥臂控制单元将获取的子模块控制信息进行组合，得到至少一个子模块控制信息数据包，桥臂控制单元将对应的子模块控制信息数据包发送到对应的第一通信模块；第一通信模块将子模块控制信息数据包发送到控制模块，控制模块将子模块控制信息数据包进行解析后，将子模块控制信息通过第二通信模块发送到对应的子模块；控制模块接收多个子模块发送的运行状态信息，并对多个子模块发送的运行状态信息进行组合，将得到的子模块运行状态信息数据包，通过第一通信模块发送到对应的桥臂控制单元。在一实施例中，当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态，且多个接口装置中任意一个接口装置为主接口装置时，通信方法还包括：桥臂控制单元将各个接口装置所连接的子模块的控制信息组合，得到多个子模块控制信息数据包；桥臂控制单元将全部子模块控制信息数据包通过主接口装置的第一通信模块均发送到主接口装置的控制模块；主接口装置的控制模块识别本级接口装置的子模块控制信息数据包，并将其它接口装置的子模块控制信息数据包，依次通过本级的第三通信模块、下一级的接口装置的第三通信模块发送到下一级的接口装置的控制模块；下一级的接口装置的控制模块识别本级接口装置的子模块控制信息数据包，并将其它接口装置的子模块控制信息数据包，依次通过本级的第三通信模块、再下一级接口装置的第三通信模块发送到再下一级接口装置的控制模块，以此类推，直到各级的接口装置的控制模块均识别出本级的子模块控制信息数据包。在一实施例中，换流阀与阀基控制设备的通信方法还包括：各级的接口装置的控制模块识别出本级的子模块控制信息数据包之后，各控制模块对本级的子模块控制信息数据包进行解析，得到本级的子模块控制信息，并将控制信息通过本级的第二通信模块发送到对应的子模块。在一实施例中，换流阀与阀基控制设备的通信方法还包括：各级的接口装置的控制模块通过第二通信模块接收对应的子模块发送的运行状态信息，并对多个子模块的运行状态信息进行组合，得到本级的子模块运行状态信息数据包；最后一级的接口装置的控制模块将本级的子模块运行状态信息数据包，依次通过本级的第三通信模块、上一级接口装置的第三通信模块发送到上一级接口装置的控制模块；上一级接口装置的控制模块将本级的子模块状态信息数据包，以及下级发送的数据包，依次通过依次通过本级的第三通信模块、再上一级接口装置的第三通信模块发送到再上一级接口装置的控制模块，以此类推，直到主接口装置的控制模块接收到其它全部接口装置发送的子模块状态信息数据包；主接口装置的控制模块将本级的子模块运行状态信息数据包及其它全部接口装置发送的子模块状态信息数据包，通过本级的第一通信模块发送到桥臂控制单元。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法，桥臂控制单元与子模块的数据信息依次通过第一通信模块、控制模块、第二通信模块进行交互，省去了从二次控制室到阀厅的大量光纤走线，降低了铺设光纤的工作量，同时也大大降低了中间光纤断裂的可能性，便于后期检修维护，有效提高阀基控制设备和阀塔子模块通信的可靠性。2.本专利技术提供的换流阀与阀基控制设备的接口装置及通信方法，一个桥臂控制单元需要配置多个接口装置时，通过选取其中一个接口装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，阀基控制设备包括多个桥臂控制单元，换流阀包括多个桥臂，每个桥臂包括多个子模块，当一个桥臂控制单元通过至少一个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，所述接口装置包括：控制模块、供电接口模块、至少一个第一通信模块及多个第二通信模块，其中，/n第一通信模块，分别与桥臂控制单元连接及控制模块连接，用于接收桥臂控制单元发送的子模块控制信息数据包；/n第二通信模块，与子模块一一对应，分别与控制模块及对应的子模块连接，用于接收对应子模块发送的运行状态信息；/n控制模块，用于将子模块控制信息数据包进行解析，得到子模块控制信息，并通过第二通信模块发送到对应的子模块；将对应子模块发送的运行状态信息进行组合，并通过第一通信模块将得到的对应的子模块运行状态信息数据包发送到对应的桥臂控制单元；/n供电接口模块，分别与外接电源、第一通信模块、第二通信模块及控制模块连接，用于为所述第一通信模块、第二通信模块及控制模块供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，阀基控制设备包括多个桥臂控制单元，换流阀包括多个桥臂，每个桥臂包括多个子模块，当一个桥臂控制单元通过至少一个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，所述接口装置包括：控制模块、供电接口模块、至少一个第一通信模块及多个第二通信模块，其中，
第一通信模块，分别与桥臂控制单元连接及控制模块连接，用于接收桥臂控制单元发送的子模块控制信息数据包；
第二通信模块，与子模块一一对应，分别与控制模块及对应的子模块连接，用于接收对应子模块发送的运行状态信息；
控制模块，用于将子模块控制信息数据包进行解析，得到子模块控制信息，并通过第二通信模块发送到对应的子模块；将对应子模块发送的运行状态信息进行组合，并通过第一通信模块将得到的对应的子模块运行状态信息数据包发送到对应的桥臂控制单元；
供电接口模块，分别与外接电源、第一通信模块、第二通信模块及控制模块连接，用于为所述第一通信模块、第二通信模块及控制模块供电。


2.根据权利要求1所述的换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态，且多个接口装置中任意一个接口装置为主接口装置时，所述接口装置还包括：
至少一个第三通信模块，与下级接口装置的第三通信模块两两互连，用于与上级接口装置及下级接口装置通信。


3.根据权利要求1所述的换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，当所述接口装置包括至少两个第一通信模块时，所有的第一通信模块互为备用通信模块。


4.根据权利要求1所述的换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，
接口装置设置于屏蔽罩外壳中，所述屏蔽罩外壳用于抵抗强电磁干扰；
当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，多个接口装置置于不同的安装地点，或多个接口装置置于同一接口设备箱内。


5.根据权利要求1所述的换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，当一个桥臂控制单元通过多个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，多个接口装置的供电接口模块由不同外接电源供电，或多个供电接口模块并联组合后由同一外接电源供电。


6.根据权利要求1所述的换流阀与阀基控制设备的接口装置，其特征在于，
当所述接口设备安装在换流阀阀塔的每个阀层的绝缘屏蔽罩内时，供电接口模块从至少一个对应的子模块的取能电源取能；
当所述接口设备安装在换流阀阀塔底部或换流阀阀塔其它位置时，供电接口模块从换流阀阀厅供电电源取能。


7.一种换流阀与阀基控制设备的通信方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的接口装置，当一个桥臂控制单元通过至少一个接口装置控制同一桥臂的子模块的运行状态时，所述通信方法包括：
桥臂控制单元将获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：关兆亮，魏晓光，路建良，谢敏华，李强，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11