一种功率模块运行过程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，尤其是涉及一种功率模块运行过程的测试方法及装置。


背景技术：

2.柔性直流换流阀作为柔性直流输电工程中的重要设备，为了避免其功率模块处于闭锁状态时出现电容电压过大而导致功率模块损坏的情况，通常会在功率模块的控制板卡中配置闭锁态过压保护功能，当功率模块处于闭锁状态时出现电容电压过大的情况时，能够通过该闭锁态过压保护功能及时将电容电压过大的功率模块旁路，从而避免该功率模块因电容电压过大而造成损坏。
3.因此，有必要研究一种测试方法，在功率模块实际运行之前，基于功率模块的闭锁态过压保护功能，对功率模块的运行过程进行测试。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种功率模块运行过程的测试方法及装置，以解决如何对功率模块的运行过程进行测试的技术问题，能够在功率模块实际运行之前，基于功率模块的闭锁态过压保护功能，客观地对功率模块的运行过程进行测试，从而有效地避免在功率模块实际运行过程中无法通过闭锁态过压保护功能及时将处于闭锁状态的电容电压过大的功率模块旁路的情况发生。
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功率模块运行过程的测试方法，包括：
6.启动阀控系统，并对待测试功率模块进行充电，以使所述待测试功率模块进入可控充电阶段；
7.控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，并实时获取所述待测试功率模块的电容电压值；
8.当所述待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态以及所述电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电；
9.当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的旁路开关状态和硬件损坏状况，判断所述旁路开关状态是否为闭合状态以及所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况；
10.当所述旁路开关状态为闭合状态，且所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况时，判定所述待测试功率模块的运行过程正常。
11.优选地，所述测试方法具体通过如下步骤对待测试功率模块进行充电：
12.根据预设的柔性直流换流阀桥臂充电电流值，设置待测试功率模块充电电流；
13.根据所述待测试功率模块充电电流，对待测试功率模块进行充电。
14.优选地，所述控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，具体包括：
15.在所述待测试功率模块进入可控充电阶段后，控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于可控充电阶段；
16.在所述待测试功率模块处于可控充电阶段的时间到达第一预设时间后，控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于闭锁状态。
17.优选地，所述实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
18.基于预先设置在所述阀控系统和所述待测试功率模块之间的通信光纤，通过所述阀控系统实时获取由所述待测试功率模块反馈的旁路状态和电容电压值。
19.优选地，所述控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，具体为：
20.对所述阀控系统的解锁指令发送功能进行设置，将所述解锁指令发送功能屏蔽，以使所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令。
21.本发明实施例第二方面提供了一种功率模块运行过程的测试装置，包括：
22.充电模块，用于启动阀控系统，并对待测试功率模块进行充电，以使所述待测试功率模块进入可控充电阶段；
23.第一数据获取模块，用于控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，并实时获取所述待测试功率模块的电容电压值；
24.第二数据获取模块，用于当所述待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态以及所述电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电；
25.第三数据获取模块，用于当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的旁路开关状态和硬件损坏状况，判断所述旁路开关状态是否为闭合状态以及所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况；
26.测试结果判定模块，用于当所述旁路开关状态为闭合状态，且所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况时，判定所述待测试功率模块的运行过程正常。
27.优选地，所述充电模块用于对待测试功率模块进行充电，具体包括：
28.根据预设的柔性直流换流阀桥臂充电电流值，设置待测试功率模块充电电流；
29.根据所述待测试功率模块充电电流，对待测试功率模块进行充电。
30.优选地，所述第一数据获取模块用于控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，具体包括：
31.在所述待测试功率模块进入可控充电阶段后，控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于可控充电阶段；
32.在所述待测试功率模块处于可控充电阶段的时间到达第一预设时间后，控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于闭锁状态。
33.优选地，所述第二数据获取模块用于实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
34.基于预先设置在所述阀控系统和所述待测试功率模块之间的通信光纤，通过所述阀控系统实时获取由所述待测试功率模块反馈的旁路状态和电容电压值。
35.优选地，所述第一数据获取模块用于控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，具体为：
36.对所述阀控系统的解锁指令发送功能进行设置，将所述解锁指令发送功能屏蔽，以使所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令。
37.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，能够在功率模块实际运行之前，基于功率模块的闭锁态过压保护功能，客观地对功率模块的运行过程进行测试，从而有效地避免在功率模块实际运行过程中无法通过闭锁态过压保护功能及时将处于闭锁状态的电容电压过大的功率模块旁路的情况发生。
附图说明
38.图1是本发明实施例提供的一种功率模块运行过程的测试方法的流程示意图；
39.图2是本发明实施例提供的一种功率模块运行过程的测试装置的结构示意图。
具体实施方式
40.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。
41.参见图1，本发明实施例第一方面提供了一种功率模块运行过程的测试装置，包括步骤s1至步骤s5，具体如下：
42.步骤s1，启动阀控系统，并对待测试功率模块进行充电，以使所述待测试功率模块进入可控充电阶段。
43.具体地，首先启动阀控系统，并控制测试平台对待测试功率模块进行充电，一开始阀控系统会通过下行通信光纤向待测试功率模块发送不控充电指令，待测试功率模块接收到该指令后进入不控充电阶段，随着待测试功率模块的电容电压值持续上升，阀控系统会通过下行通信光纤向待测试功率模块发送可控充电指令，待测试功率模块接收到该指令后进入可控充电阶段。
44.优选地，所述测试方法具体通过如下步骤对待测试功率模块进行充电：
45.根据预设的柔性直流换流阀桥臂充电电流值，设置待测试功率模块充电电流；
46.根据所述待测试功率模块充电电流，对待测试功率模块进行充电。
47.需要说明的是，为了能够更真实地模拟柔性直流换流阀功率模块启动充电阶段的状态，本发明实施例根据预设的柔性直流换流阀桥臂充电电流值，设置待测试功率模块的充电电流，将待测试功率模块的充电电流值设置在柔性直流换流阀桥臂充电电流值的附近，然后根据设置的待测试功率模块的充电电流，通过测试平台对待测试功率模块进行充电。其中，柔性直流换流阀桥臂充电电流值是指柔性直流换流阀在启动充电阶段的桥臂电
流值。
48.步骤s2，控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，并实时获取所述待测试功率模块的电容电压值。
49.具体地，虽然待测试功率模块在处于可控充电阶段时的解闭锁状态为闭锁状态，但是在可控充电阶段中，阀控系统会不断地挑选部分功率模块下发igbt(绝缘栅双极型晶体管)的触发命令，因此本发明实施例为了确保待测试功率模块始终处于闭锁状态，控制阀控系统持续向待测试功率模块发送闭锁指令，以使待测试功率模块始终处于闭锁状态。此外，由于待测试功率模块处于闭锁状态时，会在正向待测试功率模块充电电流的作用下缓慢充电，其电容电压值也会缓慢上升，因此在控制阀控系统持续向待测试功率模块发送闭锁指令的过程中，实时获取所述待测试功率模块的电容电压值，观察其电容电压值是否超过预设的闭锁态过压保护定值。
50.优选地，所述控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，具体包括：
51.在所述待测试功率模块进入可控充电阶段后，控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于可控充电阶段；
52.在所述待测试功率模块处于可控充电阶段的时间到达第一预设时间后，控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于闭锁状态。
53.需要说明的是，本发明实施例设置第一预设时间是为了确保待测试功率模块的电容电压值达到了待测试功率模块中控制板卡的工作电压值，此时再控制阀控系统持续向待测试功率模块发送闭锁指令，确保待测试功率模块中的控制板卡能够在接收到闭锁指令后有效地执行闭锁操作。
54.优选地，所述控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，具体为：
55.对所述阀控系统的解锁指令发送功能进行设置，将所述解锁指令发送功能屏蔽，以使所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令。
56.具体地，本发明实施例在阀控系统的后台监控界面对阀控系统的解锁指令发送功能进行设置，将解锁指令发送功能屏蔽，以使阀控系统始终不向待测试功率模块发送解锁指令。
57.步骤s3，当所述待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态以及所述电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电。
58.优选地，所述实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
59.基于预先设置在所述阀控系统和所述待测试功率模块之间的通信光纤，通过所述阀控系统实时获取由所述待测试功率模块反馈的旁路状态和电容电压值。
60.具体地，当待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，若待测试功率模块中的控制板卡能够有效地执行闭锁态过压保护功能，则控制板卡在通过电压采样回路获得的待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，向用于控制待测试功率模块旁路开关的控制单元发送旁路开关闭合指令，以使待测试功率模块
处于旁路状态。此时基于预先设置在阀控系统和待测试功率模块之间的上行通信光纤，通过阀控系统实时获取由待测试功率模块的控制板卡反馈的待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，并通过阀控系统将获取到的旁路状态和电容电压值显示在后台监控界面上，通过观察后台监控界面上显示的旁路状态和电容电压值，判断待测试功率模块是否处于旁路状态以及电容电压值是否下降，直至待测试功率模块掉电。由于待测试功率模块掉电时，其与阀控系统的上行通信会断开，因此可通过阀控系统检测待测试功率模块的上行通信状态以判断待测试功率模块是否已掉电。
61.需要说明的是，闭锁态过压保护功能亦是软件过压保护功能，是指功率模块的控制板卡中的cpld芯片里面烧写的闭锁态过压保护程序，持续对功率模块电压采样回路上送的电容电压值进行判断，当上送的电容电压值大于闭锁态过压保护程序中设定的闭锁态过压保护定值后，控制板卡将根据闭锁态过压保护程序发送旁路开关闭合指令给用于控制功率模块旁路开关的控制单元，使旁路开关闭合。
62.步骤s4，当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的旁路开关状态和硬件损坏状况，判断所述旁路开关状态是否为闭合状态以及所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况。
63.具体地，当在阀控系统的后台监控界面上观察到待测试功率模块处于旁路状态，且电容电压值下降，直至待测试功率模块掉电时，为了进一步确认待测试功率模块中的控制板卡的闭锁态过压保护功能是否有效地对待测试功率模块进行保护，需获取待测试功率模块的旁路开关状态和硬件损坏状况，判断旁路开关状态是否为闭合状态以及待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况。
64.作为一种可选实施例，在待测试功率模块掉电完毕后，测试人员进入测试场地实地观察待测试功率模块的旁路开关是否已闭合，待测试功率模块的外壳及内部所有元部件外观、形状是否均正常未出现损坏、变形，各组件是否未出现松动、脱落或偏移。
65.步骤s5，当所述旁路开关状态为闭合状态，且所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况时，判定所述待测试功率模块的运行过程正常。
66.具体地，当旁路开关状态为闭合状态，且待测试功率模块的硬件未出现损坏情况，例如待测试功率模块的外壳及内部所有元部件外观、形状均正常未出现损坏、变形，各组件未出现松动、脱落或偏移，说明待测试功率模块中的控制板卡在待测试功率模块的电容电压值超过预设的闭锁态过压保护定值时，能够有效地通过闭锁态过压保护功能对待测试功率模块进行旁路，并确保待测试功率模块的各个硬件不受损坏，判定该待测试功率模块的闭锁态过压保护功能正常，且该待测试功率模块的运行过程正常，测试通过。
67.需要说明的是，当旁路开关状态为开启状态和/或待测试功率模块的硬件出现损坏的情况时，说明待测试功率模块中的控制板卡在待测试功率模块的电容电压值超过预设的闭锁态过压保护定值时，无法有效地通过闭锁态过压保护功能对待测试功率模块进行旁路，并不能确保待测试功率模块的各个硬件不受损坏，因此判定该待测试功率模块的闭锁态过压保护功能异常，该待测试功率模块的运行过程异常，测试不通过。
68.采用本发明实施例提供的一种功率模块运行过程的测试方法，能够在功率模块实际运行之前，基于功率模块的闭锁态过压保护功能，客观地对功率模块的运行过程进行测试，从而有效地避免在功率模块实际运行过程中无法通过闭锁态过压保护功能及时将处于
闭锁状态的电容电压过大的功率模块旁路的情况发生。
69.参见图2，本发明实施例第二方面提供了一种功率模块运行过程的测试装置，包括：
70.充电模块201，用于启动阀控系统，并对待测试功率模块进行充电，以使所述待测试功率模块进入可控充电阶段；
71.第一数据获取模块202，用于控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，并实时获取所述待测试功率模块的电容电压值；
72.第二数据获取模块203，用于当所述待测试功率模块的电容电压值大于预设的闭锁态过压保护定值时，实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，判断所述待测试功率模块是否处于旁路状态以及所述电容电压值是否下降，直至所述待测试功率模块掉电；
73.第三数据获取模块204，用于当所述待测试功率模块处于旁路状态，且所述电容电压值下降，直至所述待测试功率模块掉电时，获取所述待测试功率模块的旁路开关状态和硬件损坏状况，判断所述旁路开关状态是否为闭合状态以及所述待测试功率模块的硬件是否出现损坏情况；
74.测试结果判定模块205，用于当所述旁路开关状态为闭合状态，且所述待测试功率模块的硬件未出现损坏情况时，判定所述待测试功率模块的运行过程正常。
75.优选地，所述充电模块201用于对待测试功率模块进行充电，具体包括：
76.根据预设的柔性直流换流阀桥臂充电电流值，设置待测试功率模块充电电流；
77.根据所述待测试功率模块充电电流，对待测试功率模块进行充电。
78.优选地，所述第一数据获取模块202用于控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，具体包括：
79.在所述待测试功率模块进入可控充电阶段后，控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于可控充电阶段；
80.在所述待测试功率模块处于可控充电阶段的时间到达第一预设时间后，控制所述阀控系统持续向所述待测试功率模块发送闭锁指令，以使所述待测试功率模块始终处于闭锁状态。
81.优选地，所述第二数据获取模块203用于实时获取所述待测试功率模块的旁路状态和电容电压值，具体为：
82.基于预先设置在所述阀控系统和所述待测试功率模块之间的通信光纤，通过所述阀控系统实时获取由所述待测试功率模块反馈的旁路状态和电容电压值。
83.优选地，所述第一数据获取模块202用于控制所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令，具体为：
84.对所述阀控系统的解锁指令发送功能进行设置，将所述解锁指令发送功能屏蔽，以使所述阀控系统始终不向所述待测试功率模块发送解锁指令。
85.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种功率模块运行过程的测试装置，能够实现上述任一实施例所述的功率模块运行过程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功率模块运行过程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。
86.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。