本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的電力電子柔性直流輸電領(lǐng)域，具體涉及一種現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法。

背景技術(shù)：

模塊化多電平(MMC)技術(shù)在高壓直流輸電領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，換流閥需要數(shù)百乃至數(shù)千只子模塊串聯(lián)，每個(gè)子模塊都必須單獨(dú)控制，作為控制保護(hù)系統(tǒng)和換流閥的接口設(shè)備，閥基控制設(shè)備VBC承擔(dān)著全體子模塊和整個(gè)橋臂的運(yùn)行控制和安全保護(hù)重任。

由于模塊化多電平技術(shù)的MMC直流輸電系統(tǒng)三相橋臂相當(dāng)于并聯(lián)在系統(tǒng)的直流側(cè)。當(dāng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，各橋臂間的電壓不可能完全一致，因此必然會在三相橋臂間產(chǎn)生環(huán)流，從而使正弦的橋臂電流波形發(fā)生畸變，因此，需要在閥基控制設(shè)備VBC中完成環(huán)流抑制策略的實(shí)現(xiàn)。

環(huán)流抑制策略在通常的仿真軟件進(jìn)行的調(diào)試狀況都是在理想狀況下完成的，而環(huán)流的產(chǎn)生很大程度則是由于器件的非理想狀況，即不一致性所產(chǎn)生，因此，其參數(shù)整定和策略調(diào)試更大程度上取決于工程現(xiàn)場狀況的具體調(diào)試。需要對策略的各參數(shù)作具體而細(xì)致的調(diào)整整定，并且此整定過程需要反復(fù)測試調(diào)試進(jìn)行。

當(dāng)前通常的策略算法調(diào)試手段是根據(jù)仿真不斷進(jìn)行參數(shù)狀態(tài)整定，從而對閥基控制設(shè)備VBC反復(fù)進(jìn)行芯片程序的參數(shù)修改燒寫，或者在仿真器中運(yùn)行反復(fù)燒寫。這樣的方式，不符合現(xiàn)場工程軟件穩(wěn)定性和可靠性使用要求，也不符合運(yùn)行閥的安全性要求。

柔性直流輸電系統(tǒng)工程現(xiàn)場調(diào)試及測試和策略參數(shù)整定是在工程中極易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤和引入產(chǎn)品隱患的工程環(huán)節(jié)，尤其以工程現(xiàn)場中修改軟件代碼更為嚴(yán)重。

設(shè)計(jì)一套創(chuàng)新性的工程策略參數(shù)調(diào)試整定的現(xiàn)場方法，對于柔性直流輸電工程的系統(tǒng)可靠調(diào)試和穩(wěn)定運(yùn)行，具有至關(guān)重要的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法，可以完成閥基控制設(shè)備VBC的環(huán)流抑制算法在工程現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)策略的調(diào)試和參數(shù)的整定。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法采用閥基控制設(shè)備VBC實(shí)現(xiàn)，所述閥基控制設(shè)備VBC包括與閥監(jiān)視單元通過光纖連接的橋臂電流控制單元、橋臂匯總控制單元以及橋臂分段控制單元，所述閥監(jiān)視單元與上位機(jī)通過網(wǎng)線連接；所述閥監(jiān)視單元接收橋臂電流控制單元、橋臂匯總控制單元、橋臂分段控制單元的每個(gè)機(jī)箱發(fā)出的換流、橋臂以及柔性直流輸系統(tǒng)自身狀況的信息；所述橋臂電流控制單元、橋臂匯總控制單元及橋臂分段控制單元均包括控制機(jī)箱、核心功能控制板和通信接口板；

所述方法包括：

在閥監(jiān)視單元的上位機(jī)人機(jī)界面設(shè)置調(diào)試參數(shù)；

在閥監(jiān)視單元增加光發(fā)送命令接口，將調(diào)試參數(shù)和光纖通信信號發(fā)送至橋臂電流控制單元；

在橋臂電流控制單元增加接收命令接口，輪詢掃描接收信息狀況；

橋臂電流控制單元增加參數(shù)修正調(diào)試程序，根據(jù)接收信息反復(fù)更改調(diào)試條件和策略參數(shù)，直至調(diào)試最優(yōu)化；

綜合調(diào)試結(jié)果和參數(shù)整定結(jié)果，統(tǒng)一升級閥基控制設(shè)備應(yīng)用模塊，去掉調(diào)試接口模塊和參數(shù)修改模塊，完成工程化應(yīng)用。

進(jìn)一步地，在橋臂電流控制單元配置調(diào)試功能，使其每控制周期通過光纖接口接收閥監(jiān)視單元數(shù)據(jù)，如接收不到，則不作處理；如接收到，則通過接收到的命令進(jìn)入到調(diào)試狀態(tài)，打開調(diào)試控制開關(guān)；再通過不同的調(diào)試參數(shù)整定命令修改運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)改變參數(shù)，通過不同的查詢命令來發(fā)送相應(yīng)的控制狀態(tài)和數(shù)據(jù)，以便于在閥監(jiān)視單元上進(jìn)行錄波和實(shí)時(shí)顯示。

進(jìn)一步地，在閥監(jiān)視單元上配置發(fā)送命令接口，使其能夠通過上位機(jī)的控制命令向橋臂電流控制單元發(fā)送相應(yīng)的控制命令，并與閥基控制設(shè)備VBC的狀態(tài)接收一樣，進(jìn)行每周期的數(shù)據(jù)接收，同時(shí)開辟出內(nèi)存，來存儲接收到的數(shù)據(jù)，在上位機(jī)調(diào)用錄波波形時(shí)，將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)顯示；

對上位機(jī)進(jìn)行配置，使上位機(jī)具備繪制各環(huán)節(jié)框圖和各環(huán)節(jié)參數(shù)配置功能以及錄波功能，在算法框圖各環(huán)節(jié)處的參數(shù)配置上具備填寫、發(fā)送和查詢功能，使其能夠確保數(shù)據(jù)發(fā)送成功并修改成功，同時(shí)隨時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)錄波，以便觀測波形狀況和比對效果。

進(jìn)一步地，根據(jù)電流波形，評估環(huán)流的諧波狀況，將諧波降至最低，即為調(diào)試最優(yōu)化；

進(jìn)一步地，所述光纖通信采取基于端到端光纖通信技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)量大小及通信速率選擇；

所述端到端光纖通信技術(shù)指的是通過兩個(gè)不同實(shí)體之間的光纖應(yīng)用層連接的一對一通信方式；

所述端到端光纖通信技術(shù)采用物理層符合IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)，光纖介質(zhì)，通信速率為10Mbit/s；鏈路層符合IEC60870-5-1的FT3格式；發(fā)送方以高低電平為基準(zhǔn)，接收方以上升下降沿為基準(zhǔn)的通信方式。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：

本方面提出的現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法，避免了工程現(xiàn)場反復(fù)修改軟件代碼的詳細(xì)調(diào)試過程，規(guī)避了復(fù)雜策略的調(diào)試及參數(shù)整定過程中引入隱患的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，此方法并采用系統(tǒng)自身資源，通過閥基控制設(shè)備VBC自身的閥監(jiān)視單元，完成調(diào)試、整定以及修正等一系列功能，節(jié)省了系統(tǒng)資源，同時(shí)，在調(diào)試完畢后，對系統(tǒng)代碼一次性升級，去掉調(diào)試程序，使系統(tǒng)容錯(cuò)性更高，性能更好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的閥基控制設(shè)備VBC的組成結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明提供的工程現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略算法的方法實(shí)現(xiàn)圖；

圖3是本發(fā)明提供的通信采用的方式示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。

本發(fā)明提供一種閥基控制設(shè)備VBC，如圖1所示，圖1中，柔性直流輸電技術(shù)的閥基控制設(shè)備VBC包括與閥監(jiān)視單元通過光纖連接的橋臂電流控制單元、橋臂匯總控制單元、橋臂 分段控制單元；所述閥監(jiān)視單元與上位機(jī)通過網(wǎng)線連接；閥監(jiān)視單元接收每個(gè)控制單元的每個(gè)機(jī)箱發(fā)出的閥、橋臂以及系統(tǒng)自身狀況的信息。

本發(fā)明提供一種對上述閥基控制設(shè)備VBC現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法，其實(shí)現(xiàn)圖如圖2所示，包括下述步驟：

在閥監(jiān)視單元的上位機(jī)人機(jī)界面設(shè)置調(diào)試參數(shù)；

在閥監(jiān)視單元增加光發(fā)送接口，將調(diào)試參數(shù)和光纖通信信號發(fā)送至橋臂電流控制單元；

在橋臂電流控制單元增加接收接口，輪詢掃描接收信息狀況；所述接收信息為調(diào)試參數(shù)；

橋臂電流控制單元增加參數(shù)修正調(diào)試程序，并進(jìn)行調(diào)試參數(shù)軟件程序內(nèi)變量賦值修改，根據(jù)接收信息反復(fù)更改調(diào)試條件和策略參數(shù)，直至調(diào)試最優(yōu)化；

綜合調(diào)試結(jié)果和參數(shù)整定結(jié)果，統(tǒng)一升級閥基控制設(shè)備應(yīng)用模塊，去掉調(diào)試接口程序和參數(shù)修改程序，完成工程化應(yīng)用。

環(huán)流抑制算法對于柔性直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重大作用，算法本身具有根據(jù)不同環(huán)境進(jìn)行不同參數(shù)整定的工作，尤其是對于PID控制器調(diào)節(jié)和控制開關(guān)對各環(huán)節(jié)的疊加清除作用，因涉及多控制器調(diào)節(jié)以及效果比較等多方面工作，調(diào)試過程中也是一種漸進(jìn)式的比對遞進(jìn)參數(shù)整定的調(diào)試方式，因此，如果在現(xiàn)場對板卡進(jìn)行芯片在線仿真調(diào)試的話，極易使柔性直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行狀況無法控制(電流發(fā)散、振蕩，功率波動(dòng)等情況)，同時(shí)對程序的反復(fù)修改也極易出錯(cuò)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯(cuò)、運(yùn)行狀況無法掌握的狀況發(fā)生。

采用閥基控制器VBC自身的閥監(jiān)視VM單元，在上位機(jī)上對參數(shù)直接設(shè)置，通過上位機(jī)將已繪制好的環(huán)流抑制算法各環(huán)節(jié)框圖以及各環(huán)節(jié)參數(shù)設(shè)置配置好，使調(diào)試工作簡單、清晰、靈活，同時(shí)，結(jié)合VM對輸入?yún)?shù)的記錄和本身具備的錄波功能和數(shù)據(jù)記錄功能，進(jìn)行各整定參數(shù)后電壓波形、電流波形以及有功功率、無功功率波形的調(diào)試結(jié)果參照對比，可以方便、快捷、靈活的完成參數(shù)調(diào)試工作。

首先，在橋臂電流控制單元配置調(diào)試功能，使其每控制周期通過光纖接口接收VM數(shù)據(jù)，如接收不到，則不作處理，如接收到，則通過接收到的命令進(jìn)入到調(diào)試狀態(tài)，打開調(diào)試控制開關(guān)；再通過不同的調(diào)試參數(shù)整定命令來內(nèi)部修改運(yùn)行參數(shù)，使系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)即可以實(shí)時(shí)改變參數(shù)，再通過不同的查詢命令來發(fā)送相應(yīng)的控制狀態(tài)和數(shù)據(jù)，以便于在VM上進(jìn)行錄波和實(shí)時(shí)顯示。

同時(shí)，在閥監(jiān)視VM上配置發(fā)送命令功能，使其能夠通過上位機(jī)的命令來向橋臂電流控制單元發(fā)送相應(yīng)的控制命令。并與VBC的狀態(tài)接收一樣，進(jìn)行每周期的數(shù)據(jù)接收，同時(shí)開辟出一塊較大的內(nèi)存，來存儲接收到的數(shù)據(jù)，這樣，在上位機(jī)調(diào)用錄波波形時(shí)，可以將存儲的 數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)顯示。

最后，還要對上位機(jī)進(jìn)行配置，使上位機(jī)具備繪制算法各環(huán)節(jié)框圖和各環(huán)節(jié)參數(shù)配置功能和錄波功能。在算法框圖各環(huán)節(jié)處的參數(shù)配置上具備填寫、發(fā)送、查詢功能，使其能夠確保數(shù)據(jù)發(fā)送成功并修改成功，同時(shí)還可以隨時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)錄波，以便觀測波形狀況和比對效果。

圖3中，光纖通信采取的基于端到端光纖通信技術(shù)，實(shí)際使用中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)量大小及通信速率靈活選擇。協(xié)議格式如下表1所示。

表1 協(xié)議格式表

本發(fā)明中柔性直流輸電系統(tǒng)工程現(xiàn)場調(diào)試及測試環(huán)流抑制策略參數(shù)的方法，可以完成閥基控制設(shè)備VBC的環(huán)流抑制算法在工程現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)策略的調(diào)試和參數(shù)的整定。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。