一种直流输电换流阀触发信号控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术属于直流输电换流阀阀控技术领域，具体涉及一种直流输电换流阀触发信号控制系统及其方法。具体包括：主控模块、电平转换模块、门级控制模块和激光驱动模块；主控模块根据反馈信号计算并输出驱动编码信号，经过电平转换模块升为高电平信号后控制门级控制模块中MOS管的开关，以输出所需幅值的电压信号，激光驱动模块中MOS管根据电压信号来控制激光二极管的驱动电流，通过驱动电流的变化得到所需光功率强度的激光信号驱动晶闸管的导通。有效解决了现有直流输电换流阀触发信号光功率强度单一，无法适应不同工况下的晶闸管触发问题，还具有通用性和兼容性强，有利于推动换流阀阀控平台化设计。阀阀控平台化设计。阀阀控平台化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种直流输电换流阀触发信号控制系统及其方法


[0001]本专利技术属于直流输电换流阀阀控
，具体涉及一种直流输电换流阀触发信号控制系统及其方法。

技术介绍

[0002]特高压直流输电(UHVDC)是指
±
800kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。近年来，特高压直流输电技术发展迅速，国内已经建设并投运多个特高压直流输电工程。
[0003]其中，换流阀是直流输电的核心关键设备，而换流阀的阀控设备则是换流阀设备的控制和监视单元，阀控设备运行的稳定性和可靠性将直接决定直流输电系统的可利用率。换流阀阀控设备与换流阀组件触发通道，采用激光二极管输出信号来控制晶闸管触发。阀控激光二级管的性能决定晶闸管的可靠触发，影响直流输电系统的稳定。因此，要求该部件具有大功率、小型化、高电光转换效率、性能稳定、信号一致性强的特性。
[0004]由于激光二极管输出激光信号需要经过长光纤及光分配器后到达换流阀晶闸管，中间环节存在不一致性问题；并且，激光二极管在常年运行过程中会存在衰减，然而现有手段无法准确定位某一个激光二极管光功率的衰减程度，不能发送精确的直流输电换流阀触发信号，以至于不能保证直流系统稳定运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种直流输电换流阀触发信号控制系统及其方法，用以解决激光二极管输出至换流阀晶闸管的触发信号单一且不精确的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，包括主控模块、门级控制模块和激光驱动模块；门级控制模块包括分压支路，分压支路上串联多个分压电阻，各个分压电阻的高压端通过电压控制开关连接门极控制模块的输出端；激光驱动模块包括串联设置的激光驱动开关和激光二极管，激光驱动开关的控制端与门极控制模块的输出端连接；主控模块控制连接各个电压控制开关，用于控制所有电压控制开关择一导通，以使门级控制模块输出所需电压信号来控制激光驱动开关导通，以调整流过激光二极管的电流值大小，得到所需的光功率信号。
[0007]其有益效果为：为解决激光二极管输出至换流阀晶闸管的触发信号不精确的问题，本专利技术系统根据主控模块输出的信号，门极控制模块输出所需的电压信号到激光驱动模块，以控制流过激光二极管的电流，得到触发晶闸管所需的激光二极管的光功率。本系统有效解决了现有直流输电换流阀触发信号光功率强度单一，无法适应不同工况下的晶闸管触发问题，还具有通用性和兼容性强，有利于推动换流阀阀控平台化设计。
[0008]进一步地，还包括电平转换模块，用于将低电平信号转换为高电平信号，主控模块通过电平转换模块后控制连接各个电压控制开关。
[0009]其有益效果为：将低电平电信号转换为高电平信号，有利于对门极控制模块的各个MOS管进行控制，以便于控制输出所需要的信号，是精准触发晶闸管的重要基础。
[0010]进一步地，每个分压电阻的高压端均还通过各自的并联设置的滤波电容和储能电容接地。
[0011]其有益效果为：用于对电路进行滤波，以及在相应MOS管不导通时对线路上的电能进行储存，使系统成本更低，可靠性更高，有利于推动换流阀阀控平台化设计。
[0012]进一步地，激光二极管阳极通过并联设置的滤波电容和储能电容接地。
[0013]其有益效果为：用于对电路进行滤波，以及在相应MOS管不导通时对线路上的电能进行储存，使系统成本更低，可靠性更高，有利于推动换流阀阀控平台化设计。
[0014]进一步地，电压控制开关和激光驱动开关均为MOS管。
[0015]其有益效果为：控制所在支路的导通，是得到激光二极管所需光功率的重要控制器件，使激光二极管的输出的光功率更加精准，适用性更强，效率更高。
[0016]进一步地，激光驱动模块中还包括一个三极管和一个二极管，门极控制模块的输出端通过二极管连接激光驱动开关的栅极，且二极管阳极与门级控制模块的输出端连接；该三极管串设于激光驱动开关的栅极和源极之间，且三极管的基极与二极管的阳极连接。
[0017]其有益效果为：二极管用于防止在储能电容通过三极管放电时电流从MOS管栅极流向门级控制模块的输出端，使系统适用性更强、可靠性更高、功能强大。
[0018]进一步地，主控模块为MCU、FPGA或单片机中的任意一种逻辑处理芯片。
[0019]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种直流输电换流阀触发信号控制方法，将换流阀反馈的光信号输入直流输电换流阀触发信号控制系统中进行处理，以调整流过激光二极管的电流值大小，得到所需的光功率信号；其中，所述控制系统包括主控模块、门级控制模块和激光驱动模块；门级控制模块包括分压支路，分压支路上串联多个分压电阻，各个分压电阻的高压端通过电压控制开关连接门极控制模块的输出端；激光驱动模块包括串联设置的激光驱动开关和激光二极管，激光驱动开关的控制端与门极控制模块的输出端连接；主控模块控制连接各个电压控制开关，用于根据反馈信号计算并输出驱动编码信号至门级控制模块，使门级控制模块控制相应的某个电压控制开关导通，进而使门级控制模块输出所需电压信号来控制激光驱动开关导通，实现调整流过激光二极管的电流值大小。
[0020]其有益效果为：为解决激光二极管输出至换流阀晶闸管的触发信号不精确的问题，本专利技术方法在直流输电换流阀触发信号控制系统的基础上，根据主控模块输出的信号，门极控制模块输出所需的电压信号到激光驱动模块，以控制流过激光二极管的电流，得到触发晶闸管所需的激光二极管的光功率，有效解决了现有直流输电换流阀触发信号光功率强度单一，无法适应不同工况下的晶闸管触发问题，使激光二极管的输出的光功率更加精准，还具有通用性和兼容性强，有利于推动换流阀阀控平台化设计。
[0021]进一步地，根据反馈信号计算并输出驱动编码信号至门级控制模块，使门级控制模块控制相应的某个电压控制开关导通的具体手段为：通过反馈信号解析确定所需光功率，根据该光功率值进行激光二极管的PI曲线查询，进而确定激光二极管的驱动电流，再查找与驱动电流对应的激光驱动开关的导通电压，从而计算出门级控制模块所需输出的电压值，根据门级控制模块所需输出的电压值控制电压控制开关导通。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的直流输电换流阀阀控设备的结构图；
[0023]图2是本专利技术的直流输电换流阀触发信号控制系统原理图。
具体实施方式
[0024]本专利技术的基本构思为：根据触发晶闸管所需光功率强度的反馈信号，精确调节激光二极管的光功率，以达到换流阀对晶闸管的精确触发，其中，对激光二极管调节时，首先通过触发信号控制系统中的电平转换模块将主控模块输出的驱动编码信号放大，用以对控制模块中的电压控制开关进行控制以输出不同的电压值，输出的不同电压值结合激光驱动模块中的激光驱动开关来控制流过激光二极管的电流大小，从而控制光功率强度。基于该构思，可实现本专利技术的一种直流输电换流阀触发信号控制系统和一种直流输电换流阀触发信号控制方法。
[0025]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，包括主控模块、门级控制模块和激光驱动模块；门级控制模块包括分压支路，分压支路上串联多个分压电阻，各个分压电阻的高压端通过电压控制开关连接门极控制模块的输出端；激光驱动模块包括串联设置的激光驱动开关和激光二极管，激光驱动开关的控制端与门极控制模块的输出端连接；主控模块控制连接各个电压控制开关，用于控制所有电压控制开关择一导通，以使门级控制模块输出所需电压信号来控制激光驱动开关导通，以调整流过激光二极管的电流值大小，得到所需的光功率信号。2.根据权利要求1所述的直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，还包括电平转换模块，用于将低电平信号转换为高电平信号，主控模块通过电平转换模块后控制连接各个电压控制开关。3.根据权利要求1所述的直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，每个分压电阻的高压端均还通过各自的并联设置的滤波电容和储能电容接地。4.根据权利要求1所述的直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，激光二极管阳极通过并联设置的滤波电容和储能电容接地。5.根据权利要求1所述的直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，电压控制开关和激光驱动开关均为MOS管。6.根据权利要求5所述的直流输电换流阀触发信号控制系统，其特征在于，激光驱动模块中还包括一个三极管和一个二极管，门极控制模块的输出端通过二极管连接激光驱动开关的栅极，且二极管阳极与门级控制模块的输出端连接；该三极管串设于激光驱动开关的栅极和源极之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖彬，范彩云，马俊杰，陈同浩，冉贤贤，董朝阳，邹复春，王蓉东，张锐，田世克，王佳佳，徐万，陈帅，任如晨，樊宏伟，雍进玲，柴卫强，赵起超，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：