本發(fā)明屬于柔性直流輸電，特別涉及一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、柔性直流輸電技術(shù)是解決海上風(fēng)電并網(wǎng)的主要技術(shù)手段?，F(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，海上風(fēng)電場將電能依次通過mmc整流站、直流輸電線、mmc逆變站、變壓站輸送至交流電網(wǎng)。

2、當(dāng)受端交流電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，無法及時(shí)消耗的風(fēng)場能量將導(dǎo)致直流電壓迅速提升，對(duì)換流閥和整個(gè)系統(tǒng)的安全性造成威脅。因此，需要直流耗能裝置對(duì)系統(tǒng)無法正常輸送的能量進(jìn)行消耗，達(dá)到穩(wěn)定直流電壓、輔助系統(tǒng)完成故障穿越的目的。

3、可控大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件是直流耗能裝置研究中一個(gè)重要的組成部分，目前直流耗能裝置方案主要采用集成門極換流晶閘管(integrated?gate-commutatedthyristor，igct)和絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolar?transistor，igbt)作為可控開關(guān)器件。

4、黑模塊是指柔性斬波式直流耗能閥充電后不能與閥控裝置正常通訊、狀態(tài)不明確的功率模塊，或者可以與閥控建立通信連接，但上報(bào)功率模塊故障下發(fā)旁路命令后旁路拒動(dòng)的功率模塊。此類功率模塊因?yàn)闊o法確定其狀態(tài)或解鎖后無法對(duì)其實(shí)施導(dǎo)通、斷開控制，可能導(dǎo)致模塊嚴(yán)重?fù)p壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法及系統(tǒng)，采用以下技術(shù)方案：

2、一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，包括以下步驟：閥控下發(fā)模塊復(fù)位命令設(shè)定時(shí)間后，向耗能閥控制cpu板下發(fā)模塊比對(duì)命令；耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，進(jìn)行功率模塊故障檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障功率模塊，向功率模塊下發(fā)模塊旁路命令；耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息。

3、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，包括以下步驟：

4、耗能閥控制cpu板接收到閥控的模塊比對(duì)命令后，將實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表進(jìn)行比對(duì)，如果實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表相同，則模塊比對(duì)通過，確定不存在黑模塊。

5、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，還包括以下步驟：

6、如果實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表不同，則在設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷新增故障功率模塊是否上送“旁路拒動(dòng)”或“上行通信故障”信息，如果出現(xiàn)“旁路拒動(dòng)”或“上行通信故障”信息，則確定模塊比對(duì)故障，確定存在黑模塊；否則，確定故障模塊旁路成功，確定不存在黑模塊。

7、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，還包括以下步驟：

8、耗能閥控制cpu板確定模塊比對(duì)故障后，進(jìn)行故障狀態(tài)保持。

9、進(jìn)一步的，還包括以下步驟：

10、閥控在耗能閥控制cpu板完成模塊比對(duì)后，延時(shí)設(shè)定時(shí)間檢測(cè)耗能閥控制cpu板上送的模塊比對(duì)結(jié)果，并進(jìn)行模塊比對(duì)故障判斷，如果判斷出模塊比對(duì)故障，則進(jìn)行故障狀態(tài)保持。

11、進(jìn)一步的，還包括以下步驟：

12、直流耗能裝置啟動(dòng)階段，在不控充電狀態(tài)使能模塊比對(duì)開始，到熱備用均壓狀態(tài)前，閥控均向耗能閥控制cpu板發(fā)送模塊比對(duì)命令，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令進(jìn)行模塊比對(duì)，若模塊比對(duì)成功，則閥控控制直流耗能裝置進(jìn)入主動(dòng)充電狀態(tài)和模塊均壓狀態(tài)；若模塊比對(duì)故障，閥控閉鎖所有耗能閥功率模塊，進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)。

13、進(jìn)一步的，直流耗能裝置啟動(dòng)階段包括依次進(jìn)行的直流母線電壓建立、極控下發(fā)帶電狀態(tài)、直流耗能裝置進(jìn)入不控充電狀態(tài)、可控充電狀態(tài)和熱備均壓狀態(tài)。

14、進(jìn)一步的，還包括以下步驟：

15、直流耗能裝置實(shí)際運(yùn)行階段，耗能閥控制cpu板如果檢測(cè)到黑模塊，則對(duì)黑模塊和相鄰功率模塊直接下發(fā)故障模塊的旁路指令。

16、本發(fā)明還提供一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

17、閥控，用于下發(fā)模塊復(fù)位命令設(shè)定時(shí)間后，向耗能閥控制cpu板下發(fā)模塊比對(duì)命令；

18、耗能閥控制cpu板，用于根據(jù)模塊比對(duì)命令，進(jìn)行功率模塊故障檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障功率模塊，向功率模塊下發(fā)模塊旁路命令；

19、耗能閥控制cpu板，還用于根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息。

20、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板包括fpga和cpu；

21、其中，fpga用于根據(jù)模塊比對(duì)命令，進(jìn)行功率模塊故障檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障功率模塊，向功率模塊下發(fā)模塊旁路命令；

22、cpu用于啟動(dòng)模塊比對(duì)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息。

23、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板具體用于：

24、耗能閥控制cpu板接收到閥控的模塊比對(duì)命令后，將實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表進(jìn)行比對(duì)，如果實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表相同，則模塊比對(duì)通過，確定不存在黑模塊。

25、進(jìn)一步的，耗能閥控制cpu板具體用于：

26、如果實(shí)時(shí)故障功率模塊列表與歷史記憶故障功率模塊列表不同，則在設(shè)定時(shí)間內(nèi)判斷新增故障功率模塊是否上送“旁路拒動(dòng)”或“上行通信故障”信息，如果出現(xiàn)“旁路拒動(dòng)”或“上行通信故障”信息，則確定模塊比對(duì)故障，確定存在黑模塊；否則，確定故障模塊旁路成功，確定不存在黑模塊。

27、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明規(guī)避了耗能閥存在黑模塊時(shí)的誤解鎖，消除了相關(guān)的設(shè)備安全隱患。

28、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，還包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，耗能閥控制cpu板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息，還包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，直流耗能裝置啟動(dòng)階段包括依次進(jìn)行的直流母線電壓建立、極控下發(fā)帶電狀態(tài)、直流耗能裝置進(jìn)入不控充電狀態(tài)、可控充電狀態(tài)和熱備均壓狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

9.一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，耗能閥控制cpu板包括fpga和cpu；

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，耗能閥控制cpu板具體用于：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，耗能閥控制cpu板具體用于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，公開一種柔性斬波式直流耗能裝置的黑模塊檢測(cè)方法及系統(tǒng)，其中方法包括：閥控下發(fā)模塊復(fù)位命令設(shè)定時(shí)間后，向耗能閥控制CPU板下發(fā)模塊比對(duì)命令；耗能閥控制CPU板根據(jù)模塊比對(duì)命令，進(jìn)行功率模塊故障檢測(cè)，如果出現(xiàn)故障功率模塊，向功率模塊下發(fā)模塊旁路命令；耗能閥控制CPU板根據(jù)模塊比對(duì)命令，啟動(dòng)模塊比對(duì)進(jìn)行黑模塊檢測(cè)，如果檢測(cè)出黑模塊，則輸出模塊比對(duì)故障標(biāo)志，持續(xù)閉鎖耗能閥，并上送功率模塊比對(duì)故障信息。本發(fā)明規(guī)避了耗能閥存在黑模塊時(shí)的誤解鎖，消除了相關(guān)的設(shè)備安全隱患。

技術(shù)研發(fā)人員：孫小平,余占清,王何飛,曾嶸,侯丹,趙彪,婁彥濤,張松,屈魯,陳家祺,黃志松,崔康生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安西電電力系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9