阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法及装置与流程

1.本发明涉及柔性直流换流阀测试技术领域，尤其是涉及阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法及装置。


背景技术：

2.柔性直流换流阀的阀控系统的黑模块数超限跳闸功能是一项重要的功能，在柔性直流换流阀充电过程中，由阀控系统对柔性直流换流阀的功率模块的上行通信状态进行检测，通常将上行通信中断的通信状态不明的功率模块定义为黑模块，若阀控系统检测到黑模块的数量超过设定值，将通过黑模块数超限跳闸功能对柔性直流换流阀进行保护，避免黑模块在柔性直流换流阀处于充电阶段的时候，由于阀控系统无法获知其上行通信状态而出现失控的情况发生，进而导致柔性直流换流阀损坏的事故发生。
3.因此，有必要提出一种测试方法，在实际工程投运前对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试，然而现有技术中并没有针对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试的方法，因此无法确保柔性直流换流阀在实际运行过程中，当黑模块的数量超过设定值时，能够有效地通过阀控系统的黑模块数超限跳闸功能及时使柔性直流换流阀跳闸，从而对柔性直流换流阀进行保护。


技术实现要素：

4.本发明提供了阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法及装置，以解决现有技术中没有针对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试的方法的问题，能够在实际工程投运前客观地对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试，确保柔性直流换流阀在实际运行过程中，当黑模块的数量超过设定值时，能够有效地通过阀控系统的黑模块数超限跳闸功能及时使柔性直流换流阀跳闸，从而对柔性直流换流阀进行保护。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法，包括：
6.基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，其中，n》n
set
，n
set
为预设的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值；
7.运行所述柔性直流换流阀仿真模型，并启动所述阀控系统和用于控制设置在所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器跳闸的换流器控制装置，通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块；
8.当通过所述阀控系统检测到的所述黑模块的数量大于所述阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态，判断所述柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态，所述断路器是否跳闸；
9.当所述柔性直流换流阀的解闭锁状态为闭锁状态，且所述断路器跳闸时，判定所述阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常。
10.优选地，所述获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器的开关状态，具体包括：
11.通过所述阀控系统接收由所述柔性直流换流阀发送的解闭锁状态和由所述换流器控制装置发送的所述断路器的开关状态；
12.通过所述阀控系统分别根据所述解闭锁状态和所述开关状态，生成包括所述解闭锁状态的第一报文和包括所述开关状态的第二报文，并将所述第一报文和所述第二报文发送至所述阀控系统的后台监控界面；
13.根据在所述后台监控界面显示的所述第一报文和所述第二报文，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态。
14.优选地，所述通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块，具体为：
15.通过所述阀控系统分别对所述柔性直流换流阀中每一个功率模块的上行通信状态进行检测，当通过所述阀控系统检测到当前功率模块的上行通信状态为中断状态时，将当前功率模块作为黑模块。
16.优选地，所述测试方法在基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信之前，还包括：
17.采用实时仿真器构建柔性直流换流阀仿真模型；
18.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统相连接；
19.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述阀控系统与换流器控制装置相连接；
20.通过通信线缆将所述实时仿真器的接口装置与所述换流器控制装置相连接。
21.优选地，所述基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信光纤，具体为：
22.断开所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统之间的上行通信光纤，以使柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信断开。
23.本发明实施例第二方面提供了一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试装置，包括：
24.上行通信中断模块，用于基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，其中，n》n
set
，n
set
为预设的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值；
25.黑模块检测模块，用于运行所述柔性直流换流阀仿真模型，并启动所述阀控系统和用于控制设置在所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器跳闸的换流器控制装置，通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块；
26.状态信息获取模块，用于当通过所述阀控系统检测到的所述黑模块的数量大于所述阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态，判断所述柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态，所述断路器是否跳闸；
27.测试结果判定模块，用于当所述柔性直流换流阀的解闭锁状态为闭锁状态，且所述断路器跳闸时，判定所述阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常。
28.优选地，所述状态信息获取模块用于获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所
述断路器的开关状态，具体包括：
29.通过所述阀控系统接收由所述柔性直流换流阀发送的解闭锁状态和由所述换流器控制装置发送的所述断路器的开关状态；
30.通过所述阀控系统分别根据所述解闭锁状态和所述开关状态，生成包括所述解闭锁状态的第一报文和包括所述开关状态的第二报文，并将所述第一报文和所述第二报文发送至所述阀控系统的后台监控界面；
31.根据在所述后台监控界面显示的所述第一报文和所述第二报文，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态。
32.优选地，所述黑模块检测模块用于通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块，具体为：
33.通过所述阀控系统分别对所述柔性直流换流阀中每一个功率模块的上行通信状态进行检测，当通过所述阀控系统检测到当前功率模块的上行通信状态为中断状态时，将当前功率模块作为黑模块。
34.优选地，所述测试装置还包括仿真模型构建模块和通信连接模块；
35.所述仿真模型构建模块用于采用实时仿真器构建柔性直流换流阀仿真模型；
36.所述通信连接模块用于：
37.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统相连接；
38.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述阀控系统与换流器控制装置相连接；
39.通过通信线缆将所述实时仿真器的接口装置与所述换流器控制装置相连接。
40.优选地，所述上行通信中断模块用于基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，具体为：
41.断开所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统之间的上行通信光纤，以使柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信断开。
42.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，提出了一种针对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试的方法，能够在实际工程投运前客观地对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试，确保柔性直流换流阀在实际运行过程中，当黑模块的数量超过设定值时，能够有效地通过阀控系统的黑模块数超限跳闸功能及时使柔性直流换流阀跳闸，从而对柔性直流换流阀进行保护。
附图说明
43.图1是本发明实施例提供的一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法的流程示意图；
44.图2是本发明实施例提供的一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试装置的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.参见图1，本发明实施例第一方面提供了一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法，包括步骤s1至s4，具体如下：
47.步骤s1，基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，其中，n》n
set
，n
set
为预设的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值。
48.具体地，为了在测试过程中能够触发阀控系统的黑模块数超限跳闸功能，在测试开始前需要断开预设的柔性直流换流阀仿真模型中的柔性直流换流阀任一桥臂的n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，包括直连上行通信和交叉上行通信，其中，n》n
set
，n
set
为预设的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值。
49.需要说明的是，本发明实施例中的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值是根据以往工程的运行经验设定的，通常该阈值为2个至3个。
50.优选地，所述测试方法在基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信之前，还包括：
51.采用实时仿真器构建柔性直流换流阀仿真模型；
52.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统相连接；
53.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述阀控系统与换流器控制装置相连接；
54.通过通信线缆将所述实时仿真器的接口装置与所述换流器控制装置相连接。
55.需要说明的是，要想在实际工程投运前针对阀控系统这类二次设备进行测试，需要采用如rt-lab或rtds等这类实时仿真器搭建如柔性直流换流阀的电气一次系统的实时仿真模型，以模拟真实的电气一次系统，再通过上行通信光纤和下行通信光纤将实时仿真器的接口装置与阀控系统相连，实现模拟的电气一次系统与真实的二次系统之间数据和信息的相互传输，这样阀控系统就能给电气一次系统的实时仿真模型下发控制命令，同时接收电气一次系统的实时仿真模型上送的状态信息，如开关状态和模块电压值。
56.具体地，本发明实施例在实时仿真器的上位机软件中利用软件的元器件模型库搭建柔性直流换流阀仿真模型。由于柔性直流换流阀仿真模型、阀控系统和换流器控制装置三者是相互独立的，因此需要在这三者间建立通信关系，通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统相连接，通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述阀控系统与换流器控制装置相连接，通过如db37线缆的通信线缆将所述实时仿真器的接口装置与所述换流器控制装置相连接。
57.优选地，所述基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信光纤，具体为：
58.断开所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统之间的上行通信光纤，以使柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信断开。
59.具体地，由于柔性直流换流阀仿真模型是通过实时仿真器的接口装置与阀控系统之间的通信光纤实现与阀控系统进行交互的，因此将实时仿真器的接口装置与阀控系统之间的上行通信光纤断开，即可切断仿真模型中的柔性直流换流阀中的n个功率模块与阀控
系统之间的上行通信。
60.步骤s2，运行所述柔性直流换流阀仿真模型，并启动所述阀控系统和用于控制设置在所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器跳闸的换流器控制装置，通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块。
61.具体地，运行所述柔性直流换流阀仿真模型，并启动所述阀控系统和用于控制设置在所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器跳闸的换流器控制装置，仿真模型中的柔性直流换流阀进入不控充电阶段，通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块。
62.需要说明的是，不控充电阶段是指柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器合闸开始充电，到阀控系统下发柔性直流换流阀可控充电指令为止的这一个过程，在这一阶段中，柔性直流换流阀保持闭锁状态。
63.优选地，所述通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块，具体为：
64.通过所述阀控系统分别对所述柔性直流换流阀中每一个功率模块的上行通信状态进行检测，当通过所述阀控系统检测到当前功率模块的上行通信状态为中断状态时，将当前功率模块作为黑模块。
65.具体地，通过阀控系统分别对所述柔性直流换流阀中每一个功率模块的上行通信状态进行检测，由于在步骤s2之前，已断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，因此当检测到这n个功率模块中的任意一个时，无法通过阀控系统获取当前功率模块的上行通信状态，即当前功率模块的上行通信状态为中断状态，则将当前功率模块作为黑模块。
66.步骤s3，当通过所述阀控系统检测到的所述黑模块的数量大于所述阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态，判断所述柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态，所述断路器是否跳闸。
67.具体地，为了判断阀控系统的黑模块数超限跳闸功能是否正常，需要通过柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态以及断路器是否跳闸进行判断，因此本发明实施例当通过阀控系统检测到的黑模块的数量大于阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，获取柔性直流换流阀的解闭锁状态和断路器的开关状态，判断柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态，断路器是否跳闸。
68.需要说明的是，当通过所述阀控系统检测到的所述黑模块的数量大于所述阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，若阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常，则阀控系统会向柔性直流换流阀发送闭锁指令，并向换流器控制装置发送“黑模块数超限请求跳闸”的请求信号。柔性直流换流阀在接收到闭锁指令后进行闭锁，并向阀控系统反馈柔性直流换流阀当前处于闭锁状态，换流器控制装置在接收到“黑模块数超限请求跳闸”的请求信号后，向设置在柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器的控制单元发送断路器跳闸控制指令，控制单元根据断路器跳闸控制指令控制断路器跳闸，并将断路器跳闸的信息通过换流器控制装置反馈至阀控系统。
69.优选地，所述获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器的开关状态，具体包括步骤s31至步骤s33：
70.步骤s31，通过所述阀控系统接收由所述柔性直流换流阀发送的解闭锁状态和由
所述换流器控制装置发送的所述断路器的开关状态；
71.步骤s32，通过所述阀控系统分别根据所述解闭锁状态和所述开关状态，生成包括所述解闭锁状态的第一报文和包括所述开关状态的第二报文，并将所述第一报文和所述第二报文发送至所述阀控系统的后台监控界面；
72.步骤s33，根据在所述后台监控界面显示的所述第一报文和所述第二报文，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态。
73.需要说明的是，报文是指在阀控系统的后台监控界面上出现的一段说明柔性直流换流阀状态、故障信息、断路器开关状态等信息的文字。
74.步骤s4，当所述柔性直流换流阀的解闭锁状态为闭锁状态，且所述断路器跳闸时，判定所述阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常。
75.具体地，当在阀控系统的后台监控界面上的报文显示柔性直流换流阀的解闭锁状态为闭锁状态，且所述断路器跳闸时，说明阀控系统的黑模块数超限跳闸功能生效，并通过执行该功能成功将柔性直流换流阀闭锁以及控制设置于柔性直流换流阀交流侧线路上的断路器跳闸，确保柔性直流换流阀与交流侧电源断开连接，因此判定阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常，测试通过。
76.需要说明的是，当柔性直流换流阀的解闭锁状态为解锁状态或断路器未跳闸时，说明阀控系统无法正常执行黑模块数超限跳闸功能，或者柔性直流换流阀和/或断路器无法正常接收控制指令并执行对应的控制操作，因此判定阀控系统的黑模块数超限跳闸功能异常，测试不通过。
77.本发明实施例提供的一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法，能够在实际工程投运前客观地对阀控系统黑模块数超限跳闸功能的有效性进行测试，确保柔性直流换流阀在实际运行过程中，当黑模块的数量超过设定值时，能够有效地通过阀控系统的黑模块数超限跳闸功能及时使柔性直流换流阀跳闸，从而对柔性直流换流阀进行保护。
78.参见图2，本发明实施例第二方面提供了一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试装置，包括：
79.上行通信中断模块201，用于基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，其中，n》n
set
，n
set
为预设的阀控系统黑模块数超限跳闸阈值；
80.黑模块检测模块202，用于运行所述柔性直流换流阀仿真模型，并启动所述阀控系统和用于控制设置在所述柔性直流换流阀的交流侧线路上的断路器跳闸的换流器控制装置，通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块；
81.状态信息获取模块203，用于当通过所述阀控系统检测到的所述黑模块的数量大于所述阀控系统黑模块数超限跳闸阈值时，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态，判断所述柔性直流换流阀的解闭锁状态是否为闭锁状态，所述断路器是否跳闸；
82.测试结果判定模块204，用于当所述柔性直流换流阀的解闭锁状态为闭锁状态，且所述断路器跳闸时，判定所述阀控系统的黑模块数超限跳闸功能正常。
83.优选地，所述状态信息获取模块203用于获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态
和所述断路器的开关状态，具体包括：
84.通过所述阀控系统接收由所述柔性直流换流阀发送的解闭锁状态和由所述换流器控制装置发送的所述断路器的开关状态；
85.通过所述阀控系统分别根据所述解闭锁状态和所述开关状态，生成包括所述解闭锁状态的第一报文和包括所述开关状态的第二报文，并将所述第一报文和所述第二报文发送至所述阀控系统的后台监控界面；
86.根据在所述后台监控界面显示的所述第一报文和所述第二报文，获取所述柔性直流换流阀的解闭锁状态和所述断路器的开关状态。
87.优选地，所述黑模块检测模块202用于通过所述阀控系统检测所述柔性直流换流阀中的黑模块，具体为：
88.通过所述阀控系统分别对所述柔性直流换流阀中每一个功率模块的上行通信状态进行检测，当通过所述阀控系统检测到当前功率模块的上行通信状态为中断状态时，将当前功率模块作为黑模块。
89.优选地，所述测试装置还包括仿真模型构建模块205和通信连接模块206；
90.所述仿真模型构建模块205用于采用实时仿真器构建柔性直流换流阀仿真模型；
91.所述通信连接模块206用于：
92.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统相连接；
93.通过上行通信光纤和下行通信光纤将所述阀控系统与换流器控制装置相连接；
94.通过通信线缆将所述实时仿真器的接口装置与所述换流器控制装置相连接。
95.优选地，所述上行通信中断模块201用于基于预设的柔性直流换流阀仿真模型，断开柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信，具体为：
96.断开所述实时仿真器的接口装置与所述阀控系统之间的上行通信光纤，以使柔性直流换流阀中n个功率模块与阀控系统之间的上行通信断开。
97.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试装置，能够实现上述任一实施例所述的阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法的所有流程，装置中的各个模块的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的阀控系统黑模块数超限跳闸功能有效性的测试方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。
98.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。