一种柔性直流输电换流阀及其子模块旁路开关状态判断方法、子模块控制器与流程

本发明属于电力系统柔性直流输电，具体涉及一种柔性直流输电换流阀及其子模块旁路开关状态判断方法、子模块控制器。

背景技术：

1、柔性直流换流阀通常由几百个子模块组成，广泛应用于柔性直流输电系统以及电力电子设备中。柔性直流换流阀各子模块配置有旁路开关，当监测到子模块自身出现故障时，会给旁路开关发送触发信号，通过闭合旁路开关将子模块退出运行，不影响其他子模块的正常工作。例如，公布号为cn106849016a的中国发明专利申请文件公开了一种mmc子模块故障保护方法及装置，当子模块检测到出现任何故障时，则子模块闭锁，并闭合旁路开关，从而使得子模块在故障时，无需阀控系统下发保护指令，通过自身来保护对应的子模块。因此。准确、可靠地判断旁路开关的状态，是保障柔性直流输电系统安全稳定运行的关键。

2、目前，旁路开关除了主触点外，还配置有与主触点机械联动的状态反馈触点，当主触点闭合时，状态反馈触点的状态会相应改变。状态反馈触点的状态信号通过硬接点方式直接传输给子模块控制器，从而判断旁路开关是否闭合。但是，实际工程中状态反馈触点或者硬接点接线出现问题时，会导致误判旁路开关状态。当旁路开关实际已闭合但被误判为未闭合时，会导致认为旁路开关拒动，使得柔性直流输电系统退出运行，出现非计划跳闸。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种柔性直流输电换流阀及其子模块旁路开关状态判断方法、子模块控制器，用以解决通过状态反馈触点和硬接点方式判断旁路开关状态时可能导致误判的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法，包括：

3、向子模块旁路开关下发旁路开关触发信号，同时向子模块的igbt下发igbt关断信号；

4、若电流为向子模块充电方向，则在子模块的igbt关断后，基于子模块电容电压的波动趋势来判断旁路开关是否正确动作。

5、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现上升趋势，则判断旁路开关未正确闭合。

6、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现非上升趋势，则判断旁路开关已正确闭合。

7、在一种可能实现的方式中，所述旁路开关触发信号和igbt关断信号是在柔性直流输电换流阀子模块故障时下发。

8、为解决上述技术问题，本发明第二方面提供了一种柔性直流输电换流阀子模块控制器，子模块控制器用于向子模块旁路开关下发旁路开关触发信号，同时向子模块的igbt下发igbt关断信号，当电流为向子模块充电方向时，在子模块的igbt关断后，基于子模块电容电压的波动趋势来判断旁路开关是否正确动作。

9、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现上升趋势，则判断旁路开关未正确闭合。

10、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现非上升趋势，则判断旁路开关已正确闭合。

11、在一种可能实现的方式中，所述旁路开关触发信号和igbt关断信号是在柔性直流输电换流阀子模块故障时下发。

12、为解决上述技术问题，本发明第三方面提供了一种柔性直流输电换流阀，包括子模块和子模块控制器，所述子模块控制器采用一种柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法的步骤实现子模块旁路开关状态的判断，该方法包括：

13、向子模块旁路开关下发旁路开关触发信号，同时向子模块的igbt下发igbt关断信号；

14、若电流为向子模块充电方向，则在子模块的igbt关断后，基于子模块电容电压的波动趋势来判断旁路开关是否正确动作。

15、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现上升趋势，则判断旁路开关未正确闭合。

16、在一种可能实现的方式中，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现非上升趋势，则判断旁路开关已正确闭合。

17、在一种可能实现的方式中，所述旁路开关触发信号和igbt关断信号是在柔性直流输电换流阀子模块故障时下发。

18、在一种可能实现的方式中，所述子模块控制器为中控板。

19、本发明的有益效果为：本发明通过对充电场景下和放电场景下且子模块igbt闭锁后，旁路开关闭合和未闭合时的电流流向进行分析，得到在电流为向子模块充电方向下，旁路开关闭合和未闭合时电容的波动趋势存在明显不一致的现象，因此本发明通过关断子模块igbt，然后在电流为充电方向时，利用子模块电容电压的波动趋势来判定旁路开关是否真实闭合，避免了旁路开关状态反馈触点或硬接点连线异常时导致旁路开关状态误判的情况，提高了换流阀的安全性和可靠性。

1.一种柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法，其特征在于，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现上升趋势，则判断旁路开关未正确闭合。

3.根据权利要求1或2所述的柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法，其特征在于，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现非上升趋势，则判断旁路开关已正确闭合。

4.根据权利要求1所述的柔性直流输电换流阀子模块旁路开关状态判断方法，其特征在于，所述旁路开关触发信号和igbt关断信号是在柔性直流输电换流阀子模块故障时下发。

5.一种柔性直流输电换流阀子模块控制器，其特征在于，子模块控制器用于向子模块旁路开关下发旁路开关触发信号，同时向子模块的igbt下发igbt关断信号，当电流为向子模块充电方向时，在子模块的igbt关断后，基于子模块电容电压的波动趋势来判断旁路开关是否正确动作。

6.根据权利要求5所述的柔性直流输电换流阀子模块控制器，其特征在于，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现上升趋势，则判断旁路开关未正确闭合。

7.根据权利要求5或6所述的柔性直流输电换流阀子模块控制器，其特征在于，若电流为向子模块充电方向且子模块的igbt关断后，子模块电容电压出现非上升趋势，则判断旁路开关已正确闭合。

8.根据权利要求5所述的柔性直流输电换流阀子模块控制器，其特征在于，所述旁路开关触发信号和igbt关断信号是在柔性直流输电换流阀子模块故障时下发。

9.一种柔性直流输电换流阀，包括子模块和子模块控制器，其特征在于，所述子模块控制器采用权利要求1-4任一项所述方法的步骤实现子模块旁路开关状态的判断。

10.根据权利要求9所述的柔性直流输电换流阀，其特征在于，所述子模块控制器为中控板。